DE102017221316A1

DE102017221316A1 - Honing process and honing machine for performing the honing process

Info

Publication number: DE102017221316A1
Application number: DE102017221316.7A
Authority: DE
Inventors: Malte Ossenkop; Ronald Angerbauer
Original assignee: Nagel Maschinen und Werkzeugfabrik GmbH
Current assignee: Nagel Maschinen und Werkzeugfabrik GmbH
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-05-29

Abstract

Bei einem Honverfahren zur Bearbeitung der Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück mithilfe mindestens einer Honoperation wird ein an eine Spindel einer Bearbeitungsmaschine angekoppeltes, aufweitbares Honwerkzeug in die Bohrung eingeführt, mittels eines Hubantriebs eine in Axialrichtung der Bohrung hin und her gehende Relativbewegung zwischen dem Honwerkzeug und der Bohrung erzeugt und das Honwerkzeug gleichzeitig mittels eines Drehantriebs zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung gedreht. Dabei wird mindestens ein an dem Honwerkzeug angebrachter Schneidstoffkörper zur materialabtragenden Bearbeitung der Innenfläche mit einer Zustellkraft an die Innenfläche angedrückt. Der Hubantrieb und der Drehantrieb werden durch Steuersignale der Steuereinheit nach Maßgabe eines aufgrund von Honparametern generierten Honprogramms gesteuert. Es wird eine steuerungsintegrierte Abtragssimulation durchgeführt, die für das in der Steuereinheit generierte Honprogramm mithilfe des originalen Steuerungscodes eine sich daraus ergebende örtliche Verteilung des Abtrags auf der Innenfläche der Bohrung simuliert.In a honing process for machining the inner surface of a bore in a workpiece by means of at least one honing operation, an expandable honing tool coupled to a spindle of a processing machine is inserted into the bore, by means of a linear actuator a reciprocating relative movement between the honing tool and the Produced bore and the honing tool simultaneously rotated by means of a rotary drive to produce a rotational movement superimposed on the lifting movement. In this case, at least one cutting material body attached to the honing tool is pressed against the inner surface with a feed force for material-removing machining of the inner surface. The lifting drive and the rotary drive are controlled by control signals of the control unit in accordance with a honing program generated on the basis of honing parameters. A control-integrated removal simulation is performed which simulates, for the honing program generated in the control unit, by means of the original control code, a consequent local distribution of the removal on the inner surface of the bore.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKAREA OF APPLICATION AND PRIOR ART

Die Erfindung betrifft ein Honverfahren zur Bearbeitung der Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück mithilfe mindestens einer Honoperation gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine zur Durchführung des Honverfahrens geeignete Honmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist das Honen von Zylinderlaufflächen bei der Herstellung von Zylinderblöcken oder Zylinderlaufbuchsen für Hubkolbenmaschinen.The invention relates to a honing process for machining the inner surface of a bore in a workpiece by means of at least one honing operation according to the preamble of claim 1 and a honing machine suitable for carrying out the honing process according to the preamble of claim 10. A preferred field of application is the honing of cylinder surfaces during manufacture cylinder blocks or cylinder liners for reciprocating engines.

Die qualitätsbestimmende Endbearbeitung von tribologisch beanspruchbaren Innenflächen von Bohrungen, wie z.B. Zylinderlaufflächen in Zylinderblöcken (Zylinderkurbelgehäusen) oder Zylinderlaufbuchsen, erfolgt in der Regel mit geeigneten Honverfahren, die meist mehrere aufeinanderfolgende Honoperationen umfassen. Das Honen ist ein Zerspanungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden, welches mit einem aufweitbaren Honwerkzeug durchgeführt wird. Das Bearbeitungsverfahren Honen arbeitet mit gebundenem Schneidkorn unter ständiger Flächenberührung zwischen den abrasiven Schneidstoffkörpern des Honwerkzeugs und der Bohrungsoberfläche. Bei einer Honoperation wird ein aufweitbares Honwerkzeug verwendet. Mittels eines Hubantriebs wird eine in Axialrichtung der Bohrung hin- und her gehende Relativbewegung (Hubbewegung) zwischen dem Honwerkzeug und dem Werkstück bzw. der Bohrung erzeugt. In der Regel wird dazu das Honwerkzeug innerhalb der zu bearbeitenden Bohrung zur Erzeugung einer Hubbewegung in Axialrichtung der Bohrung hin- und her bewegt, während das Werkstück fest eingespannt ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine oszillierende axiale Hubbewegung des Werkstücks erzeugt werden. Gleichzeitig wird das Honwerkzeug zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung mit einer vorgebbaren Drehzahl gedreht. Zur Aufweitung des Honwerkzeugs werden die am Honwerkzeug angebrachten Schneidstoffkörper (z.B. Honleisten) über ein Zustellsystem mit einer radial zur Werkzeugachse wirkenden Zustellkraft und/oder Zustellgeschwindigkeit zugestellt und dadurch mit einer Andrückkraft an die zu bearbeitende Innenfläche angedrückt. Beim Honen entsteht in der Regel an der Innenfläche ein für die Honbearbeitung typisches Kreuzschliffmuster mit sich überkreuzenden Bearbeitungsspuren, die auch als „Honriefen“ bezeichnet werden.The quality-determining finishing of tribologically stressable inner surfaces of bores, such. Cylinder surfaces in cylinder blocks (cylinder crankcases) or cylinder liners, usually carried out with suitable honing process, which usually comprise several consecutive honing operations. Honing is a machining process with geometrically indefinite cutting, which is performed with an expandable honing tool. The machining method honing works with bonded cutting grain under constant surface contact between the abrasive cutting bodies of the honing tool and the bore surface. In a honing operation, an expandable honing tool is used. By means of a lifting drive a reciprocating in the axial direction of the bore relative movement (lifting movement) between the honing tool and the workpiece or the bore is generated. In general, the honing tool is reciprocated within the bore to be machined to produce a lifting movement in the axial direction of the bore, while the workpiece is firmly clamped. Alternatively or additionally, an oscillating axial stroke movement of the workpiece can be generated. At the same time the honing tool is rotated to produce a rotational movement superimposed on the lifting movement with a predetermined speed. In order to widen the honing tool, the cutting material bodies (for example honing stones) attached to the honing tool are delivered via a feed system with a feed force and / or delivery speed acting radially to the tool axis and thereby pressed against the inner surface to be processed with a pressure force. During honing, a cross-cut pattern typical for honing is usually produced on the inner surface with intersecting machining marks, which are also referred to as "honing marks".

Honen ist eine Feinbearbeitung von Bohrungen, die hochpräzisen Bauteilen ihre endgültige Form und vor allem eine ganz spezifische Oberflächenbeschaffenheit verleiht. Schon bei klassischen Honverfahren zur Erzielung einer möglichst zylindrischen Bohrungsform mit definierter Oberfläche ist die Bestimmung von optimalen Honparametern zur Schaffung einer perfekt runden und zylindrischen Bohrung anspruchsvoll und erfordert meist eine aufwändige Erprobung mit einer Vielzahl von Einrichtwerkstücken. Zudem werden eine Versuchsmaschine, Werkzeuge und ein Honspezialist zur Optimierung des Prozesses benötigt.Honing is a precision machining of holes, which gives high-precision components their final shape and, above all, a very specific surface finish. The determination of optimum honing parameters to create a perfectly round and cylindrical bore is already demanding in classical honing processes for achieving a cylindrical shape with a defined surface and usually requires an expensive testing with a large number of Einrichtwerkstücken. In addition, a test machine, tools and a hobby specialist are needed to optimize the process.

Neuere Honverfahren verschärfen die Situation zusätzlich. So zeichnet sich beispielsweise das Spiralgleithonen (vgl. z.B. DE 196 07 774 A1 ) dadurch aus, dass eine hohe Hubgeschwindigkeit einer geringen Drehzahl gegenübersteht. Durch diese Konstellation kann es Arbeitsbewegungen geben, bei denen die Honleisten immer wieder die gleichen Bereiche einer Bohrung überfahren und bearbeiten und es Regionen der Bohrungen gibt, die weniger oder gar nicht bearbeitet werden. Dadurch bedingt kann es zu einer ungewollt ungleichmäßigen örtlichen Verteilung des Materialabtrags kommen.Newer honing procedures exacerbate the situation. Thus, for example, the spiral gliding (eg DE 196 07 774 A1 ) characterized in that a high stroke speed is opposed by a low speed. By this constellation, there may be working movements in which the honing stones run over and over again the same areas of a bore and there are regions of the holes that are less or not processed. As a result, there may be an unintentionally uneven local distribution of material removal.

Ein weiteres Beispiel stellt das Formhonen dar, dessen Ziel nicht kreiszylindrische Bohrungen sind, sondern Bohrungen mit unrundem Querschnitt und/oder mit einem axialen Konturverlauf. Beim Formhonen von Zylinderlaufflächen gilt es z.B., Zustände der Bohrung im Betrieb vorwegzunehmen, so dass sich unter Betriebsbedingungen (bei verspannungsbedingter Verformung der Bohrung durch den Zylinderkopf bei einem Motorblock sowie bei Formabweichungen durch die Betriebstemperatur eines Motors) eine zylindrische und runde Bohrung ergibt. Zum einen gilt es beim Formhonen zu kontrollieren, ob die gewünschte Form erreicht wird. Zum anderen sollte die Bohrung in der Regel in einer zweiten Honstufe für die Schaffung spezifischer Oberflächeneigenschaften als Ganzes gleichmäßig überstrichen werden. Wegen der unrunden und nicht zylindrischen Form der Bohrung kommen im Vergleich zu klassischen Honverfahren häufig axial sehr kurze Schneidstoffkörper zum Einsatz (vgl. z.B. EP 1 790 435 B1 oder DE 10 2013 204 714 A1 ). Je kürzer die Schneidstoffkörper sind, desto größer ist jedoch die Gefahr einer ungewollt ungleichmäßigen Verteilung des Abtrags.Another example is the form honing, whose goal is not circular cylindrical holes, but holes with non-circular cross-section and / or with an axial contour. When honing cylinder surfaces, it is important, for example, to anticipate conditions of the bore during operation so that a cylindrical and round bore results under operating conditions (with distortion-induced deformation of the bore by the cylinder head in the case of an engine block and deviations in shape due to the operating temperature of an engine). On the one hand, it is important to check during formhoning whether the desired shape is achieved. On the other hand, the hole should usually be evenly painted over in a second honing step to create specific surface properties as a whole. Because of the non-circular and non-cylindrical shape of the bore, axially very short cutting material bodies are often used in comparison to conventional honing methods (cf., for example, US Pat EP 1 790 435 B1 or DE 10 2013 204 714 A1 ). The shorter the cutting material body, however, the greater the risk of unintentionally uneven distribution of the removal.

Eine im Stand der Technik häufig genutzte Möglichkeit zur Ermittlung optimaler Sätze von Honparametern für einen neu zu entwickelnden Honprozess besteht darin, neue Honparameter durch die Fertigung von Versuchswerkstücken (Einrichtwerkstücken) zu erproben. Die erprobten Werkstücke werden vermessen, wobei es dann vom Messergebnis abhängt, ob eine Erprobung mit weiteren modifizierten Honparametersätzen notwendig ist. Dieser experimentelle Ansatz erfordert einen hohen zeitlicher Aufwand sowie die Bereitstellung von Versuchsmaschinen und Werkzeugen. Auch der Verbrauch an Einrichtwerkstücken ist zu beachten, die sehr kostspielig sein können, insbesondere wenn es sich um Vorserienteile handelt.A possibility often used in the prior art to determine optimal sets of honing parameters for a newly developed honing process is to test new honing parameters by the production of trial workpieces (set-up pieces). The tested workpieces are measured, and it then depends on the measurement result whether a test with further modified honing parameter sets is necessary. This experimental approach requires a great deal of time and the provision of experimental machines and tools. Also the consumption Einrichtwerkstücken is to be noted, which can be very expensive, especially when it comes to pre-series parts.

Es gibt auch Ansätze der theoretischen Ermittlung optimaler Honparameter. Der Artikel „Methodik zur Zielformverbesserung und Bearbeitungszeitreduktion beim Formhonen von Zylinderlaufbahnen“ von A. Wiens, G. Flores, H.-W. Hoffmeister und M. Lahres in: Jahrbuch Schleifen, Honen, Läppen und Polieren, 65. Ausgabe, Vulkan-Verlag Essen, 11.2011, Seiten 1 - 10 beschreibt eine prozessbegleitende modellgestützte Verfahrensentwicklung, die ein Kontaktzeitmodell zur Berechnung der örtlichen Einwirkdauer zwischen Formhonleisten und Werkstück in Abhängigkeit der Prozessparameter umfasst. Dadurch soll der örtliche Kontakt zwischen Formhonleisten und Werkstück in Abhängigkeit von der Bearbeitungsdauer, den kinematischen Parametern und den geometrischen Randbedingungen von Werkstück und Werkzeug berechnet werden können. Die aus dem Überfahrvorgang der Werkstückoberfläche durch die Formhonleisten resultierende lokale Kontaktzeit wird zeitdiskret berechnet und ortsaufgelöst aufsummiert, sodass sich entsprechende Kennfelder ergeben. Mit Formhonversuchen, welche gemäß den durchgeführten Berechnungen parametriert werden, kann die örtliche Kontaktzeit mit der korrespondierenden örtlichen Zerspanmasse am formgehonten Werkstück korreliert werden.There are also approaches to the theoretical determination of optimal honing parameters. The item "Methodology for Target Shape Improvement and Machining Time Reduction in Mold Honing of Cylinder Runways" by A. Wiens, G. Flores, H.-W. Hoffmeister and M. Lahres in: Yearbook grinding, honing, lapping and polishing, 65th issue, Vulkan-Verlag Essen, 11.2011, pages 1 - 10 describes a process-accompanying model-based process development, which includes a contact time model for calculating the local exposure time between Formhonleisten and workpiece depending on the process parameters. This should allow the local contact between Formhonleisten and workpiece depending on the processing time, the kinematic parameters and the geometric boundary conditions of the workpiece and tool can be calculated. The resulting from the Überfahrvorgang the workpiece surface through the Formhonleisten local contact time is calculated time-discrete and summed up spatially resolved, so that result in corresponding maps. With form honing tests, which are parameterized according to the calculations carried out, the local contact time can be correlated with the corresponding local cutting material on the shaped workpiece.

Ein weiterer bekannter Ansatz zur Erzielung möglichst exakter Bohrungsformen besteht darin, während der Produktion die Maßhaltigkeit des Bearbeitungsergebnisses durch Inprozessmessen und/oder durch eine Nachmessstation zu kontrollieren und die eingestellten Honparameter zu verändern, wenn die Messungen die Gefahr von Toleranzabweichungen anzeigen.Another known approach to achieve the most accurate hole shapes is to control the dimensional accuracy of the machining result during production by Inprozessmessen and / or by a Nachmessstation and to change the set Honparameter when the measurements indicate the risk of tolerance deviations.

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Honverfahren und eine gattungsgemäße Honmaschine bereitzustellen, die es ermöglichen, mithilfe einer Honbearbeitung hochpräzisen Bauteilen innerhalb enger vorgegebener Toleranzen ihre endgültige gewünschte Form und eine ganz spezifische angestrebte Oberflächenbeschaffenheit zu verleihen.It is an object of the invention to provide a generic honing method and a generic honing machine, which make it possible to give their final desired shape and a very specific desired surface finish within a narrow predetermined tolerances by means of honing high-precision components.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Honverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1. Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch eine Honmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by a honing method with the features of claim 1. Furthermore, the object is achieved by a honing machine with the features of claim 10. Advantageous developments are specified in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated herein by reference.

Das Honverfahren ist zur Bearbeitung der Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück mithilfe mindestens einer Honoperation geeignet. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist das Honen von Zylinderlaufflächen bei der Herstellung von Zylinderblöcken oder Zylinderlaufbuchsen für Hubkolbenmaschinen, es können aber auch andere Bohrungen bearbeitet werden, z.B. Pleuellagerbohrungen o.dgl. Zur Durchführung einer Honoperation wird ein an eine Spindel einer Honmaschine angekoppeltes, aufweitbares Honwerkzeug in die Bohrung eingeführt. Mittels eines Hubantriebs wird eine in Axialrichtung der Bohrung hin- und her gehende Relativbewegung (Hubbewegung) zwischen dem Honwerkzeug und dem Werkstück bzw. der Bohrung erzeugt. Bei den meisten Varianten wird dazu das Honwerkzeug innerhalb der zu bearbeitenden Bohrung zur Erzeugung einer Hubbewegung in Axialrichtung der Bohrung hin- und her bewegt, während das Werkstück fest eingespannt ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine oszillierende axiale Hubbewegung des Werkstücks erzeugt werden. Das Honwerkzeug wird gleichzeitig mittels eines Drehantriebs zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung gedreht. Dabei wird mindestens ein an dem Honwerkzeug angebrachter Schneidstoffkörper zur materialabtragenden Bearbeitung der Innenfläche mit einer Zustellkraft an die Innenfläche angedrückt. Der Hubantrieb und der Drehantrieb werden durch Steuersignale der Steuereinheit nach Maßgabe eines aufgrund von Honparametern generierten Honprogramms gesteuert. Die Honparameter geben somit den Bewegungsablauf dieser Arbeitsbewegungen vor.The honing process is suitable for machining the inner surface of a bore in a workpiece by means of at least one honing operation. A preferred field of application is the honing of cylinder liners in the manufacture of cylinder blocks or cylinder liners for reciprocating engines, but other bores may be machined, e.g. Pleuellagerbohrungen or the like. To carry out a honing operation, an expandable honing tool coupled to a spindle of a honing machine is introduced into the bore. By means of a lifting drive a reciprocating in the axial direction of the bore relative movement (lifting movement) between the honing tool and the workpiece or the bore is generated. In most variants, the honing tool is reciprocated within the bore to be machined to produce a lifting movement in the axial direction of the bore, while the workpiece is firmly clamped. Alternatively or additionally, an oscillating axial stroke movement of the workpiece can be generated. The honing tool is simultaneously rotated by means of a rotary drive for generating a rotational movement superimposed on the lifting movement. In this case, at least one cutting material body attached to the honing tool is pressed against the inner surface with a feed force for material-removing machining of the inner surface. The lifting drive and the rotary drive are controlled by control signals of the control unit in accordance with a honing program generated on the basis of honing parameters. The honing parameters thus specify the movement sequence of these working movements.

Eine zur Durchführung des Honverfahrens geeignete Honmaschine bringt die konstruktiven und steuerungstechnischen Voraussetzungen dazu mit. In die Steuereinheit der Honmaschine ist dazu ein Simulationsmodul integriert, welches dazu konfiguriert ist, eine steuerungsintegrierte Abtragssimulation auszuführen, die für das in der Steuereinheit generierte Honprogramm eine sich daraus ergebende örtliche Verteilung des Abtrags auf der Innenfläche der Bohrung simuliert bzw. im Wege der Simulation bestimmt.A suitable for carrying out the honing honing machine brings the design and control requirements with it. In the control unit of the honing machine for this purpose, a simulation module is integrated, which is configured to execute a control integrated Abtragssimulation that simulates a resulting local distribution of the removal on the inner surface of the bore for the generated in the control unit honing program or determined by way of simulation ,

Die Begriffe „Simulation“ oder „Simulierung“ bezeichnen hierbei eine Vorgehensweise zur Analyse eines zu simulierenden Systems, das im Rahmen der beanspruchten Erfindung u.a. die Bohrung und das darin bewegte Honwerkzeug mit Schneidstoffkörper(n) aufweist. Bei der Simulation werden Experimente an einem Modell durchgeführt, um Erkenntnisse über das reale System zu gewinnen. Bei einer Simulation spricht man von dem zu simulierenden System und von einem Simulator als Implementierung oder Realisierung eines Simulationsmodells. Letzteres stellt eine Abstraktion des zu simulierenden Systems dar (Struktur, Funktion, Verhalten). Der Ablauf des Simulators mit konkreten Werten (Parametrierung) wird als Simulationsexperiment bezeichnet. Dessen Ergebnisse können dann interpretiert und auf das zu simulierende System übertragen werden.The terms "simulation" or "simulation" in this case describe a procedure for the analysis of a system to be simulated, which has, among other things, the bore and the therein moved honing tool with cutting material body (s) within the scope of the claimed invention. In the simulation, experiments are performed on a model to gain insights into the real system. In a simulation one speaks of the system to be simulated and of a simulator as implementation or realization of a simulation model. The latter represents an abstraction of the system to be simulated (structure, function, behavior). The procedure of the simulator with concrete values (parameterization) is called a simulation experiment. Its results can then be interpreted and transferred to the system to be simulated.

Der Begriff „Honmaschine“ bezeichnet dabei eine computernumerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, die bei Verwendung von geeigneten Honwerkzeugen zum Honen verwendet werden kann und entsprechend konfigurierbar ist. Insbesondere kann sich dabei um eine dedizierte Honmaschine handelt, die speziell für die Durchführung von Honprozessen ausgelegt ist. Gegebenenfalls kann auch eine andere Werkzeugmaschine, z.B. ein Bearbeitungszentrum, als Honmaschine genutzt werden.The term "honing machine" refers to a computer-numerically controlled machine tool that can be used for honing when using suitable honing tools and is correspondingly configurable. In particular, this can be a dedicated honing machine, which is designed specifically for the execution of honing processes. Optionally, another machine tool, e.g. a machining center, used as a honing machine.

Honverfahren gemäß der beanspruchten Erfindung zeichnen sich durch eine steuerungsintegrierte Abtragssimulation aus, die für das in der Steuereinheit generierte Honprogramm eine sich daraus ergebende örtliche Verteilung des Abtrags auf der Innenfläche der Bohrung simuliert. Dazu ist in die Steuereinheit der Honmaschine ein Simulationsmodul integriert, welches dazu konfiguriert ist, diese steuerungsintegrierte Abtragssimulation auszuführen.Honing methods according to the claimed invention are characterized by a control integrated Abtragssimulation that simulates a resulting local distribution of the removal on the inner surface of the bore for the generated in the control unit honing program. For this purpose, a simulation module is integrated into the control unit of the honing machine, which is configured to execute this control-integrated removal simulation.

Die steuerungsintegrierte Abtragssimulation bestimmt im Wege der Simulation für ein konkretes Honprogramm die sich daraus ergebende örtliche Verteilung des Abtrags auf der Innenfläche bzw. Mantelfläche der Bohrung. Das Honprogramm definiert dabei einen bestimmten Bewegungsablauf aufgrund der Vorgabe von Honparametern, die z.B. die Geschwindigkeiten für Hub und Drehung und ggf. die Positionen von Umsteuerpunkten des Hubs usw. repräsentieren.The control-integrated removal simulation determines by simulation for a specific honing program the resulting local distribution of the removal on the inner surface or lateral surface of the bore. The honing program defines a certain course of movement on the basis of the specification of honing parameters, which are e.g. represent the speeds for stroke and rotation and possibly the positions of Umsteuerpunkten the hub, etc.

Charakteristisch für eine „steuerungsintegrierte“ Abtragssimulation ist insbesondere die Nutzung von der Steuerung zugänglichen Positionswerten von Maschinenachsen der Honmaschine für die Durchführung der Abtragssimulation. Insbesondere können die Positionswerte von Hub und Spindeldrehung, vorzugsweise auch Positionswerte der Aufweitung, bei der Simulation verarbeitet werden. Diese Positionswerte können bei vielen Verfahrensvarianten unmittelbar vom Original-Steuerungscode der Steuereinheit der Honmaschine bereitgestellt werden. In diesem Falle handelt es sich um Sollwerte der entsprechenden Positionen. Diese Sollwerte können während einer Honoperation, aber auch zeitlich unabhängig von einem tatsächlich an der Honmaschine ablaufenden Honprozess generiert und verarbeitet werden, z.B. im Rahmen einer später noch erläuterten Vorab-Simulation. Bei später noch näher erläuterten Ausführungsbeispielen mit produktionsbegleitender Simulation (d.h. Simulation während einer laufendem Honproperation) können die Positionswerte auch von Sensoren an Maschinenachsen der Honmaschine stammen, z.B. von einem Wegmesssystem oder einem Winkelmesssystem. In diesem Falle repräsentieren die Positionswerte entsprechende Istwerte der Positionen. Diese Istwerte basieren mittelbar ebenfalls auf dem Originalsteuerungscode, wobei jedoch die Regelstrecke der laufenden Honmaschine eine Übertragungsfunktion repräsentiert, die auf die Sollwerte wirkt, so dass die Istwerte von den Sollwerten abweichen können.Characteristic of a "control-integrated" material removal simulation is in particular the use of position values of machine axes of the honing machine which are accessible to the controller for carrying out the removal simulation. In particular, the position values of stroke and spindle rotation, preferably also position values of the expansion, can be processed in the simulation. In many method variants, these position values can be provided directly from the original control code of the control unit of the honing machine. In this case, these are nominal values of the corresponding positions. These set values can be generated and processed during a honing operation, but also independently of time, from a honing process actually taking place on the honing machine, e.g. in the context of a preliminary simulation, which will be explained later. In later-described embodiments with production-accompanying simulation (i.e., simulation during a running honing operation), the position values may also originate from sensors on machine axes of the honing machine, e.g. from a position measuring system or an angle measuring system. In this case, the position values represent corresponding actual values of the positions. These actual values are also indirectly based on the original control code, but the controlled system of the current honing machine represents a transfer function which acts on the setpoint values so that the actual values can deviate from the desired values.

Derartige Varianten des Honverfahrens können so beschrieben werden, dass bei der steuerungsintegrierten Abtragssimulation für die Steuereinheit der Honmaschine zugängliche Positionswerte von Maschinenachsen der Honmaschine in einem Simulationsmodus verarbeitet werden, wobei die Positionswerte vor und/oder während einer laufenden Honoperation unmittelbar vom Original-Steuerungscode der Steuereinheit in Form von Sollwerten der entsprechenden Positionen bereitgestellt werden können oder wobei die Positionswerte während einer laufenden Honoperation von Sensoren an Maschinenachsen der Honmaschine empfangen werden, so dass die Positionswerte Istwerte der Positionen repräsentieren. Insbesondere können Positionswerte des Drehantriebs und des Hubantriebs verarbeitet werden, vorzugsweise werden zusätzlich auch Positionswerte der Aufweitung verarbeitet.Such variants of the honing method can be described such that position values of machine axes of the honing machine which are accessible to the control unit of the honing machine are processed in a simulation mode during the control-integrated removal simulation, wherein the position values before and / or during an ongoing honing operation directly from the original control code of the control unit Form values of the respective positions can be provided, or wherein the position values are received during an ongoing honing operation from sensors on machine axes of the honing machine, so that the position values represent actual values of the positions. In particular, position values of the rotary drive and the linear actuator can be processed, preferably also position values of the expansion are processed.

Wenn ein Zugriff auf den Original-Steuerungscode nicht möglich oder gewünscht ist, können Positionswerte auch von einer entsprechenden softwaretechnischen Nachbildung des Original-Steuerungscodes bereitgestellt werden. Diese ist steuerungsintegriert, wenn die Nachbildung in die Steuerung der Honmaschine integriert ist, also in ein Modul der Honsteuerung integriert ist und nicht auf einen externen Rechner läuft.If access to the original control code is not possible or desired, positional values may also be provided by a corresponding software engineering replica of the original control code. This is integrated into the control, if the replica is integrated into the control of the honing machine, that is integrated into a module of the honing control and does not run on an external computer.

Eine steuerungsintegrierte Abtragssimulation kann somit zeitlich vor und/oder während der Durchführung einer produktiven Honoperation (also während des Material abtragenden Honprozesses) durchgeführt werden.A control-integrated removal simulation can thus be carried out before and / or during the execution of a productive honing operation (ie during the material-removing honing process).

Die Erfinder haben unter anderem folgendes erkannt. Durch die sich sehr häufig wiederholenden Hubbewegungen und Drehbewegungen während einer Honoperation können sich aufsummierende Fehler in einer Simulation sehr negativ auf das Simulationsergebnis auswirken. Negativ bedeutet hier, dass das Simulationsergebnis stark vom simulierten tatsächlichen Prozess abweichen kann.The inventors have recognized, inter alia, the following. Due to the frequently recurring strokes and rotations during a honing operation, summing errors in a simulation can have a very negative effect on the simulation result. Negative here means that the simulation result can deviate greatly from the simulated actual process.

Bei einer nicht steuerungsintegrierten (externen) Simulation kann die fehlende Einbindung von möglichst genauen Positionswerten dazu führen, dass die Bewegungserzeugung der Steuerung nur näherungsweise und damit ggf. zu ungenau nachgebildet werden kann. Es hat sich in zahlreichen Versuchen gezeigt, dass bereits sehr kleine Veränderungen im Bewegungsablauf zu sehr großen Veränderungen in der Gleichmäßigkeit der Verteilung des Abtrags über die Bohrung führen können. Beispielsweise ergab ein Honprozess für eine Hubgeschwindigkeit von 32 m/min eine relativ gleichmäßige Überdeckung, während eine Veränderung der Hubgeschwindigkeit auf 33 m/min bei ansonsten gleichem Parametersatz zu einer signifikant ungleichmäßigen Überdeckung führte.In the case of a non-control-integrated (external) simulation, the lack of integration of position values which are as accurate as possible can lead to the motion generation of the control being able to be simulated only approximately and thus possibly too imprecisely. It has been shown in numerous experiments that even very small changes in the course of motion lead to very large changes in the uniformity of the distribution of the movement Abtrags can lead over the hole. For example, a honing process for a lift speed of 32 m / min gave a relatively even coverage, whereas a change in lift speed to 33 m / min, with otherwise the same set of parameters, resulted in significantly uneven coverage.

Daher wird bei der beanspruchten Erfindung keine externe Simulation außerhalb der Honmaschine bzw. deren Steuereinheit durchgeführt. Stattdessen wird bei der steuerungsintegrierten Abtragssimulation die Originalsteuerung als Basis für die Simulation herangezogen. In der Honsteuerung wird dazu vorzugsweise mindestens eine Honeinheits-Steuerung im Simulationsmodus betrieben. Die Honeinheits-Steuerung ist ein modularer Teil der Honsteuerung und dient der Bewegungserzeugung für die realen Maschinenachsen einer realen Honeinheit. Eine reale Honeinheit weist typischerweise Maschinenachsen für Hub, Drehung und eine oder zwei Aufweitungen auf.Therefore, in the claimed invention, no external simulation is performed outside the honing machine or its control unit. Instead, in the control-integrated removal simulation, the original control is used as the basis for the simulation. In honing control, at least one honing unit controller is preferably operated in simulation mode for this purpose. The honing unit control is a modular part of the honing control and serves to generate movement for the real machine axes of a real honing unit. A real honing unit typically has machine axes for stroke, rotation and one or two widenings.

Im Simulationsmodus kann die Bewegungserzeugung wie im realen Betrieb erfolgen, allerdings mit dem Unterschied, dass z.B. eine durch die Steuereinheit generierte Positionsinformation (z.B. Sollwerte für die Positionen der Maschinenachsen für Drehung und Hub) nicht (oder nicht ausschließlich) an die realen Maschinenachsen bzw. deren Antriebe ausgegeben werden, sondern an die Simulation bzw. an das Simulationsmodul weitergeleitet werden und dort als Eingangsgrößen für die Simulation dienen.In the simulation mode, the motion generation can be done as in real operation, but with the difference that e.g. a position information generated by the control unit (eg setpoints for the positions of the machine axes for rotation and stroke) is not (or not exclusively) output to the real machine axes or their drives, but forwarded to the simulation or to the simulation module and there as Input variables are used for the simulation.

Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere virtuelle Honeinheits-Steuerungen bereitgestellt werden, mit denen parallel zur aktuellen (produktiven) Honbearbeitung bereits die Honparameter einer nachfolgenden Honoperation (z.B. durchzuführen an einem nächsten Werkstücktyp und/oder mit einem anderen Honwerkzeug und/oder mit anderen Honparametern der Werkzeugbewegung) optimiert werden können.Alternatively or additionally, one or more virtual honing unit controls can be provided with which the honing parameters of a subsequent honing operation (eg to be carried out on a next workpiece type and / or with another honing tool and / or with other honing parameters) can already be provided parallel to the actual (productive) honing Tool movement) can be optimized.

Es ist möglich, die Simulation zeitlich parallel zur Honbearbeitung durchzuführen. In diesem Fall können alternativ zu den von der Steuereinheit an die Achsantriebe ausgegebenen Sollwerten auch die Istwerte der am Honprozess beteiligten Maschinenachsen (also die tatsächlich aktuell vorliegenden Werte) als Simulationsgrundlage verwendet werden. Diese Istwerte basieren mittelbar ebenfalls auf dem Originalsteuerungscode, wobei jedoch die Regelstrecke der laufenden Honmaschine eine Übertragungsfunktion repräsentiert, die auf die Sollwerte wirkt. Zur Bestimmung der Istwerte können Gebersignale von Gebern (z.B. Winkelgeber, Weggeber) der Achsantriebe verarbeitet und als Eingangsgrößen für die Simulation genutzt werden.It is possible to perform the simulation in parallel to the honing process. In this case, as an alternative to the setpoint values output by the control unit to the axle drives, the actual values of the machine axes involved in the honing process (ie, the actual actual values available) can also be used as a simulation basis. These actual values are also indirectly based on the original control code, but the controlled system of the current honing machine represents a transfer function that acts on the setpoints. To determine the actual values, encoder signals from encoders (for example angle encoders, displacement encoders) of the final drives can be processed and used as input variables for the simulation.

Ausgehend von den auf diese verschiedenartigen Weisen bereitgestellten Positionswerten von Hub, Spindeldrehung und ggf. Aufweitung wird im Echtzeitteil der Steuerung die Verteilung des Abtrags durch ein Geometriemodell der Bohrung und der Schneidstoffkörper und ein Abtragsmodell für eine konkrete Bearbeitung simulativ (mittels Rechnersimulation) bestimmt.Starting from the position values of stroke, spindle rotation and possibly expansion provided in these various ways, the distribution of the removal by a geometry model of the bore and the cutting material body and a removal model for a concrete machining are determined simulatively (by computer simulation) in the real-time part of the control.

Bei Nutzung der Erfindung ist eine Bestimmung optimaler Honparameter ohne Produktion von Ausschussteilen möglich. Für die Bestimmung optimaler Honparameter ist keine Versuchsmaschine erforderlich, lediglich eine Steuerung mit geeignetem Simulationsmodul wird benötigt. Bei der Bestimmung der optimalen Honparameter werden keine Werkzeuge benötigt.When using the invention, a determination of optimal honing parameters without production of rejects is possible. For the determination of optimal honing parameters no experimental machine is required, only a control with a suitable simulation module is needed. When determining the optimal honing parameters no tools are needed.

Gemäß einer Weiterbildung wird bei der steuerungsintegrierten Abtragssimulation als Grundlage für die Ermittlung der örtlichen Verteilung des Abtrags eine örtliche Verteilung einer Überdeckung der Innenfläche durch Schneidstoffkörper ermittelt. Die „Überdeckung“ gibt dabei für jedes Flächenelement der Innenfläche an, wie häufig das Flächenelement während einer Honoperation durch ein Flächenelement eines Schneidstoffkörpers überfahren wird. Diese Variante wird in dieser Anmeldung auch als „Überdeckungsanalyse“ bezeichnet.According to a further development, a local distribution of overlapping of the inner surface by cutting material bodies is determined in the control-integrated removal simulation as the basis for determining the local distribution of the removal. The "overlap" indicates for each surface element of the inner surface, how often the surface element is run over during a honing operation by a surface element of a cutting material body. This variant is referred to in this application as "coverage analysis".

Bei der Überdeckungsanalyse wird die Anzahl oder Häufigkeit der Überstreichungen eines Flächenelements der Innenfläche durch Schneidstoffkörper in erster Annäherung als Maß für den materialabtragenden (abrasiven) Eingriff von Schneidmittel an dem Flächenelement genutzt. Diese Analyse stellt auf die örtliche Verteilung des Abtrags an der Bohrungsinnenfläche ab, nicht auf Absolutmaße für den Abtrag. Ungewollte Ungleichmäßigkeiten über die Fläche können bei Bedarf durch Parameteränderungen minimiert werden.In the coverage analysis, the number or frequency of scans of a surface element of the inner surface by cutting material bodies is used in the first approximation as a measure of the material-removing (abrasive) engagement of cutting means on the surface element. This analysis is based on the local distribution of the removal of the bore inside surface, not on absolute dimensions for the removal. Unintentional surface irregularities can be minimized as needed by parameter changes.

Dabei wird die Erkenntnis genutzt, dass der Abtrag (Materialabtrag) bei den meisten oder allen Honoperationen in erster Näherung bzw. hauptsächlich vom geometrischen Maß der Überdeckung abhängig ist. Die Überdeckung ist hier ein rein geometrisches, nicht zeitabhängiges Maß. Die Überdeckung ist u.a. unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der Flächenelemente überfahren werden, also von der Schnittgeschwindigkeit und somit auch unabhängig von der Zeit, in welcher die Schneidstoffkörper in Kontakt mit einem Flächenelement der Bohrungsinnenfläche stehen. Da das hinter der Überdeckungsanalyse stehende Modell nur von der gefahrenen Hontrajektorie, nicht aber von der Zeit abhängig ist, sind schnelle Simulationen in Echtzeit möglich.The knowledge is used that the removal (material removal) in most or all honing operations in a first approximation or mainly depends on the geometric extent of the overlap. The overlap here is a purely geometric, not time-dependent measure. The overlap is u.a. regardless of the speed with which the surface elements are run over, that is, the cutting speed and thus also independent of the time in which the cutting material body is in contact with a surface element of the bore inner surface. Since the model behind the coverage analysis depends only on the trajectory of the trajectory, but not on time, fast real-time simulations are possible.

Die Annahme, dass der Abtrag direkt proportional zu Überdeckung ist, ist insbesondere dann gut, wenn mit im Wesentlichen konstanter Andrückkraft und vollflächigem Eingriff der Schneidstoffkörper in das Material gefahren wird. Als sekundäre Einflussfaktoren können z.B. der lokal wirksame Anpressdruck und/oder die Schnittgeschwindigkeit, also eine zeitabhängige Größe, in das Abtragsmodell einbezogen werden.The assumption that the removal is directly proportional to overlap is particularly good, then when the cutting material body is driven into the material with a substantially constant pressure force and full surface engagement. As secondary influencing factors, for example, the locally effective contact pressure and / or the cutting speed, ie a time-dependent variable, can be included in the removal model.

Vorzugsweise ist das Simulationsmodul so konfiguriert, dass wenigstens zwei unterschiedliche Simulationsmodi wählbar sind, nämlich eine Vorab-Simulation (erster Simulationsmodus) und eine produktionsbegleitende Simulation (zweiter Simulationmodus). Es kann auch ausreichen, das Simulationsmodul so auszulegen, dass nur einer der beiden Simulationsmodi genutzt werden kann, z.B. die produktionsbegleitende Simulation.Preferably, the simulation module is configured such that at least two different simulation modes are selectable, namely a pre-simulation (first simulation mode) and a production-accompanying simulation (second simulation mode). It may also be sufficient to design the simulation module such that only one of the two simulation modes can be used, e.g. the production-accompanying simulation.

Bei der Vorab-Simulation erfolgt die Simulation vorbereitend zur eigentlichen Honbearbeitung vor deren Beginn. In diesem Fall kann noch vor der eigentlichen Bearbeitung die Qualität des Bearbeitungsergebnisses beurteilt werden und eine Parametereinstellung für die Erzielung eines optimalen Ergebnisses manuell oder automatisch gefunden werden. Die nachfolgende reale Honoperation kann dann auf Basis der mittels der Vorab-Simulation optimierten Honparameter durchgeführt werden.In the pre-simulation, the simulation is carried out in preparation for the actual honing process before it starts. In this case, the quality of the processing result can be judged before the actual processing and a parameter setting for the achievement of an optimal result can be found manually or automatically. The subsequent real honing operation can then be carried out on the basis of the honing parameters optimized by means of the preliminary simulation.

Bei manchen Verfahrensvarianten kann ein Bediener mithilfe der Vorab-Simulation manuell (d.h. durch Verändern von Honparametern über die Bedieneinheit der Steuereinheit, eine Prozessoptimierung vornehmen.In some method variants, an operator can perform process optimization manually using pre-simulation (i.e., by changing honing parameters via the control unit control unit).

Bei manchen Ausführungsformen kann im Fall der Vorab-Simulation eine automatische Ergebnisoptimierung durch systematische Parametervariation durchgeführt werden. Dazu ist in die Steuereinheit ein Parameter-Optimierungsmodul implementiert, typischerweise in Form eines geeigneten Software-Moduls.In some embodiments, in the case of pre-simulation, automatic result optimization may be performed by systematic parameter variation. For this purpose, a parameter optimization module is implemented in the control unit, typically in the form of a suitable software module.

Bei der produktionsbegleitenden Simulation erfolgt die Simulation zeitlich parallel zur produktiven Bearbeitung, also zeitlich überlappend mit einer Honoperation, und kann während der laufenden Honoperation detaillierte Informationen über das zu erwartende Bearbeitungsergebnis liefern, die mit konventionellen Mitteln nicht bereitgestellt werden können. Diese Variante wird in dieser Anmeldung auch als „digitaler Zwilling“ bezeichnet.During the production-accompanying simulation, the simulation is carried out in parallel to the productive processing, ie overlapping in time with a honing operation, and can provide detailed information about the expected processing result during the ongoing honing operation, which can not be provided by conventional means. This variant is referred to in this application as "digital twin".

Im Fall der produktionsbegleitenden Simulation ist es bei manchen Ausführungsformen möglich, die örtliche Verteilung des Abtrages, z.B. die Gleichmäßigkeit des Abtrags, durch gezielte Parametervariation automatisiert zu optimieren. Dazu ist in die Steuereinheit ein Parameter-Optimierungsmodul implementiert, typischerweise in Form eines geeigneten Software-Moduls. In the case of production accompanying simulation, in some embodiments it is possible to reduce the local distribution of the rejection, e.g. the uniformity of the removal, to be automated by targeted parameter variation. For this purpose, a parameter optimization module is implemented in the control unit, typically in the form of a suitable software module.

Die produktionsbegleitende Simulation bringt in vielen Fällen, insbesondere bei komplexeren, nicht-zylindrischen Bohrungen, wichtige Vorteile gegenüber messungsunterstützten Honverfahren, also Honverfahren mit Inprozessmessen und/oder Nachmessen. Das Inprozessmessen, z.B. mittels eines pneumatischen Durchmessermesssystems, ist in manchen Fällen nicht dynamisch genug, um typische zyklische Ungleichmäßigkeiten des Abtrags entlang des Umfangs und/oder in axialer Richtung genau genug zu erfassen. Unrundheiten höherer Ordnung entlang des Umfangs können beispielsweise ggf. nur sehr abgeschwächt und phasenverschoben abgebildet werden. Bedingt durch die Aufweitkraft kann sich die Bohrung während des Prozesses verformen. Das Inprozessmessen erfasst diese Verformung nicht, diese kann jedoch im Simulationsmodell berücksichtigt werden. Das Nachmessen findet typischerweise an wenigen dedizierten Messpunkten und/oder in wenigen Messebenen statt. Damit besteht bei ungünstiger Lage der Messorte die Gefahr, dass Unrundheiten nicht oder nicht im tatsächlichen Ausmaß erkannt werden. Eine vollständige Vermessung einer Bohrung ist aus Kosten- und Taktzeitgründen in der Regel praktisch nicht möglich. Diese Nachteile können bei Nutzung der produktionsbegleitenden Simulation ausgeglichen werden.The simulation accompanying the production, in many cases, especially in more complex, non-cylindrical boreholes, offers important advantages over measuring-assisted honing processes, ie honing processes with in-process measurements and / or remeasurement. In-process measuring, e.g. By means of a pneumatic diameter measuring system, in some cases it is not dynamic enough to detect accurately enough typical cyclic irregularities of the removal along the circumference and / or in the axial direction. For example, higher-order roundnesses along the circumference can, for example, be imaged only very much attenuated and phase-shifted. Due to the expansion force, the bore may deform during the process. In-process measurement does not detect this deformation, but this can be taken into account in the simulation model. The remeasurement typically takes place at a few dedicated measuring points and / or in a few measuring levels. Thus, in the case of an unfavorable position of the measuring locations, there is the danger that no-roundnesses are not recognized or not to the actual extent. A complete measurement of a hole is usually practically impossible for cost and cycle time reasons. These disadvantages can be compensated by using the production-accompanying simulation.

Bei manchen Ausführungsformen ist dazu vorgesehen, dass aus der örtlichen Verteilung des Abtrags eine Bohrungsform-Information ermittelt wird, welche eine aktuelle Bohrungsform repräsentiert. Die aktuelle Bohrungsform (Makroform, Grobgestalt) wird dabei allerdings nicht gemessen, sondern aus dem rechnerischen Ergebnis der Abtragssimulation sowie Angaben oder Annahmen zur Bohrungsform vor Beginn des Materialabtrags abgeleitet bzw. gewonnen. Eine produktionsbegleitende Simulation kann dabei verwendet werden, um mindestens ein die Bohrungsform qualifizierendes Qualitätskriterium abzuleiten. Als Qualitätskriterium kommen z.B. in Betracht: der Durchmesser der Bohrung in mindestens einer bestimmten axialen Ebene und in mindestens einer vorgebbaren diametralen Richtung, die Rundheit der Bohrung und/oder Angaben zur Rundheitsabweichung, die Zylindrizität der Bohrung oder Angaben zum Zylindrizitätsfehler, eine Angabe zur Makroform der Bohrung (z.B. axiale Kontur, Konizität, Tonnenform und/oder Vorweite etc.).In some embodiments, it is provided that from the local distribution of the Abtrags Bohrungsform information is determined, which represents a current hole shape. However, the current bore shape (macro-shape, coarse shape) is not measured, but derived from the mathematical result of the removal simulation as well as information or assumptions about the bore shape before the beginning of the material removal. A production-accompanying simulation can be used to derive at least one quality criterion qualifying the bore shape. As a quality criterion, e.g. the diameter of the bore in at least one specific axial plane and in at least one predeterminable diametral direction, the roundness of the bore and / or information on the roundness deviation, the cylindricity of the bore or information on the cylindricity error, an indication of the macro-shape of the bore (eg axial bore) Contour, conicity, barrel shape and / or forelimb etc.).

Eine Besonderheit der durch Simulation gewonnenen Bohrungsform-Information liegt darin, dass Informationen über die gesamte Bohrung und nicht, wie beim herkömmlichen Nachmessen üblich, nur einzelne wenige Messpunkte vorliegen. Somit können die oben aufgezählten Qualitätskriterien theoretisch in beliebiger Anzahl innerhalb einer Bohrung erhoben werden. Beispielsweise erfolgt die Bestimmung des Durchmessers heute typischerweise in drei Ebenen und in zwei sich meist um 90 Grad überkreuzende Richtungen (Durchmesser). Mit den durch Simulation gewonnenen Bohrungsform-Informationen lassen sich ohne zusätzlichen Zeit und Messgeräteaufwand beispielsweise der Durchmesser in zehn Ebenen (oder mehr) und in vier Richtungen (oder mehr) kontrollieren.A peculiarity of the hole shape information obtained by simulation lies in the fact that information about the entire borehole and not, as is customary in conventional retreading, only a few individual measuring points are available. Thus, the above enumerated quality criteria can theoretically in any number within a Bore be raised. For example, the determination of the diameter today typically takes place in three planes and in two directions (diameter) that usually cross over 90 degrees. With the hole shape information obtained by simulation, for example, the diameter can be controlled in ten levels (or more) and in four directions (or more) without additional time and metering effort.

Darüber hinaus ermöglicht diese neuartige Konzept Anwendungen, bei denen komplett auf Messsysteme verzichtet werden kann und an deren Stelle die aus der Simulation hervorgegangenen Bohrungsform-Informationen treten.In addition, this novel concept enables applications in which measurement systems can be dispensed with in their entirety and replace the bore form information resulting from the simulation.

Die Ergebnisse der Bohrungsform-Ermittlung sind in der Regel dann besonders präzise, wenn produktionsbegleitend zusätzlich Informationen über die aktuellen Kräfte der Aufweitung berücksichtigt werden.As a rule, the results of the drilling form determination are particularly precise if, in addition to production, additional information about the actual forces of the expansion is taken into account.

Die Ergebnisse der Bohrungsform-Ermittlung sind in der Regel besonders präzise, wenn die zugrundeliegende Simulation des Abtrags steuerungsintegriert, also unter Verwendung des Original-Steuerungscodes der Steuereinheit der Honmaschine, erfolgt. Es ist jedoch auch möglich, zur Gewinnung der Bohrungsform-Information eine produktionsbegleitende Simulation ohne den Original-Steuerungscode zu verwenden. Diese Vorgehensweise kommt beispielsweise dann in Betracht, wenn kein ausreichender Zugriff auf den Original-Steuerungscode möglich ist. Die Simulation des Abtrags (entweder mit oder ohne Verwendung des Original-Steuerungscodes) wird insoweit als neue, nicht auf einer Messung basierende Art der Gewinnung von Daten bzw. Information über die Form (Makroform) einer durch Honen bearbeiteten Bohrung angesehen, die auch unabhängig von der Verwendung des Original-Steuerungscodes Vorteile gegenüber dem Stand der Technik des Inprozessmessens und/oder des Nachmessens bietet.The results of the hole shape determination are usually particularly precise if the underlying simulation of the removal takes place integrated into the control, that is to say using the original control code of the control unit of the honing machine. However, it is also possible to use a production-accompanying simulation without the original control code to obtain the hole shape information. This procedure can be considered, for example, if sufficient access to the original control code is not possible. The simulation of the removal (either with or without the use of the original control code) is considered as a new, non-measurement-based way of obtaining data or information on the shape (macro-shape) of a honed hole, which is independent of the use of the original control code offers advantages over the prior art of in-process measurement and / or post-measurement.

Gemäß einer Weiterbildung wird das Ergebnis einer steuerungsintegrierten Abtragssimulation visualisiert, also für einen Bediener sichtbar präsentiert. In der Visualisierung werden die Auswirkungen des Eingriffs des Honwerkzeuges in das Werkstück dargestellt. Visualisiert wird vorzugsweise das Resultat des Eingriffsverlauf, das als Überdeckung bezeichnet wird. Das Ergebnis kann z.B. in Form einer 2D-Darstellung oder 3D-Darstellung visualisiert werden. Bei manchen Ausführungsformen wird das Ergebnis eingebettet in einer Maske der Honsteuerung visualisiert. Das Bearbeitungsergebnis kann dadurch hinsichtlich der Gleichmäßigkeit des Abtrags unmittelbar und intuitiv qualitativ beurteilt werden. Im Falle der produktionsbegleitenden Simulation ist es dadurch dem Bediener ggf. möglich, die Gleichmäßigkeit des Abtrags durch gezielte Parametervariation während der Bearbeitung zu optimieren.According to a development, the result of a control-integrated ablation simulation is visualized, that is visibly presented to an operator. The visualization shows the effects of the engagement of the honing tool in the workpiece. Preferably, the result of the intervention process, which is referred to as overlap, is visualized. The result can be e.g. be visualized in the form of a 2D representation or 3D representation. In some embodiments, the result is visualized embedded in a mask of the honing control. The processing result can be assessed in terms of uniformity of the removal directly and intuitively qualitatively. In the case of production-accompanying simulation, it may be possible for the operator to optimize the uniformity of the removal by means of specific parameter variation during processing.

Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, das Ergebnis der steuerungsintegrierten Abtragssimulation in Form eines einzelnen signifikanten Werts zu berechnen, z.B. in Form eines Überdeckungsfehlers. Dieser Wert kann als skalares Maß für die Güte der Gleichmäßigkeit verwendet werden.Alternatively or additionally, it is also possible to calculate the result of the control-integrated removal simulation in the form of a single significant value, e.g. in the form of a coverage error. This value can be used as a scalar measure of the quality of uniformity.

Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Bohrungsform-Information in geeigneter Form zu visualisieren, z.B. als 2D- oder 3D-Darstellung der ermittelten Bohrungsform. Beispielsweise kann ein Gitternetzlinien-Diagramm der Bohrungsform angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich können ermittelte Werte für Formparameter angezeigt werden, z.B. für Rundheit, Zylindrizität, Konizität, Tonnenform, Vorweite, Welligkeit in Umfangsrichtung etc..Alternatively or additionally, it is also possible to visualize the hole shape information in a suitable form, e.g. as a 2D or 3D representation of the determined bore shape. For example, a wireframe diagram of the hole shape may be displayed. Alternatively or additionally, determined values for shape parameters may be displayed, e.g. for roundness, cylindricity, conicity, barrel shape, front width, waviness in the circumferential direction etc ..

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

1 zeigt zwei 2D-Visualisierungen von Überdeckungsanalysen vor und nach einer Parametervariation der Hubgeschwindigkeit um ca. 3%;
2 zeigt in den 2A und 2B jeweils eine 2x2-Matrix, die die Abwicklung einer Bohrungsinnenfläche repräsentiert, mit berechneten Werten für die Überdeckungen in den Feldern der Matrix, die kleine Flächenelemente der Bohrungsinnenfläche repräsentieren;
3 zeigt schematisch eine Honmaschine gemäß einer Ausführungsform, die mittels eines Simulationsmoduls in der Steuereinheit so konfiguriert ist, dass wahlweise - bei aktiviertem Simulationsmodus - Ausführungsformen erfindungsgemäßer Honverfahren durchgeführt werden können;
4 zeigt schematisch Komponenten einer Steuereinheit, die für die Steuerung von zwei Honeinheiten eingerichtet ist, wobei eine davon wahlweise im normalen Betriebsmodus (4A) oder im Simulationsmodus (4B) betrieben werden kann;
5 zeigt eine Steuereinheit (Honsteuerung), in welcher Berechnungsmodule (Honeinheits-Steuerungen) für drei Honeinheiten realisiert sind, wobei eine der Honeinheits-Steuerungen auf Basis des Honprogramms errechnete Positionswerte den zugeordneten realen Achsen einer Honeinheit zur Verfügung stellt und damit einen konkreten Honprozess steuert und zwei andere Honeinheits-Steuerungen als virtuelle Honeinheits-Steuerungen konfiguriert sind, die errechnete Sollwerte als Eingangswerte an die angeschlossene Simulation abgeben;
6 zeigt in 6A und 6B schematisch zwei Konfigurationsbeispiele für eine produktionsbegleitende Simulation mit „digitalem Zwilling“;
7 zeigt ein Beispiel für eine zweidimensionale grafische Visualisierung des Ergebnisses einer Überdeckungsanalyse in einem Fenster einer Maske an der Anzeigeeinheit einer Honmaschine;
8 illustriert eine Verfahrensvariante einer produktionsbegleitenden Simulation, bei der die Gleichmäßigkeit des Abtrags durch gezielte Parametervariationen automatisch optimiert wird;
9 illustriert eine Verfahrensvariante einer Vorab-Simulation, bei der die Gleichmäßigkeit des Abtrags durch gezielte Parametervariationen automatisch optimiert wird;
10 zeigt in analoger Darstellung zu 2 eine Variante der Visualisierung, bei der die Überdeckung und der lokal in einem Flächenelement der Bohrungsinnenfläche wirkende Anpressdruck der Schneidstoffkörper bei der Berechnung der Zahlenwerte für die einzelnen Flächenelemente berücksichtigt wird;
11 illustriert in 11A und 11B schematisch potentielle Messfehlerquellen beim Inprozessmessen;
12 illustriert in 12A bis 12D schematisch potentielle Messfehlerquellen beim Nachmessen.

Further advantages and aspects of the invention will become apparent from the claims and from the following description of preferred embodiments of the invention, which are explained below with reference to the figures.

1 shows two 2D visualizations of coverage analyzes before and after a parameter variation of the lifting speed by approx. 3%;
2 shows in the 2A and 2 B each a 2x2 matrix representing the unrolling of a bore inner surface, with calculated values for the overlaps in the fields of the matrix representing small surface elements of the bore inner surface;
3 schematically shows a honing machine according to an embodiment, which is configured by means of a simulation module in the control unit so that - optionally with activated simulation mode - embodiments of honing method according to the invention can be performed;
4 1 schematically shows components of a control unit which is set up for the control of two honing units, one of which is optionally in the normal operating mode (FIG. 4A) or in simulation mode ( 4B) can be operated;
5 shows a control unit (honing control) in which calculation modules (honing unit controls) for three honing units are realized, wherein one of the honing unit controls based on the honing program calculates position values to the assigned real axes of a honing unit and thus controls a concrete honing process and two other honing unit controls than virtual Hunt unit controllers are configured, the calculated setpoints as input values to the connected simulation;
6 shows in 6A and 6B schematically two configuration examples for a production-accompanying simulation with "digital twin";
7 shows an example of a two-dimensional graphical visualization of the result of a coverage analysis in a window of a mask on the display unit of a honing machine;
8th illustrates a process variant of a production-accompanying simulation in which the uniformity of the removal is automatically optimized by targeted parameter variations;
9 illustrates a process variant of a pre-simulation in which the uniformity of the removal is automatically optimized by targeted parameter variations;
10 shows in an analogous representation 2 a variant of the visualization, in which the overlap and the locally acting in a surface element of the bore inner surface contact pressure of the cutting material body is taken into account in the calculation of the numerical values for the individual surface elements;
11 illustrated in 11A and 11B schematically potential sources of measurement errors during in-process measurement;
12 illustrated in 12A to 12D schematically potential sources of measurement errors during remeasurement.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Nachfolgend werden Aspekte der beanspruchten Erfindung am Beispiel der Honbearbeitung von Zylinderlaufflächen von Verbrennungsmotoren erläutert. Bei Verbrennungsmotoren führt eine geringere Reibung zwischen Zylinderlauffläche und den Kolbenringen zu weniger Kraftstoffverbrauch und geringerem CO₂-Ausstoß, so dass eine Optimierung tribologischer Eigenschaften der Zylinderlaufflächen einen Beitrag zur Erfüllung von umweltbezogenen Vorschriften leisten kann. An den Bearbeitungsprozess des Honens besteht bei gewissen Honoperationen unter anderem die Anforderung, eine genau definierte örtliche Verteilung des Abtrags (Materialabtrags) durch Honen zu gewährleisten. Beispielsweise kann ein örtlich möglichst gleichmäßiger Abtrag gewünscht sein, insbesondere bei Honoperationen, die die am fertigen Werkstück gewünschte Oberflächenstruktur der Bohrungsinnenfläche erzeugen. Dabei sind Randbedingungen zu beachten, die kundenseitig und geometrisch bedingt sowie prozessbedingt vorgegeben sind. Beispielsweise wird in der Regel vom Kunden die Einhaltung eines bestimmten Honwinkels gefordert, welcher im Zusammenhang mit dem Verhältnis der gefahrenen Geschwindigkeiten für Hub und Drehung steht.Hereinafter, aspects of the claimed invention will be explained using the example of honing machining cylinder surfaces of internal combustion engines. In internal combustion engines, a lower friction between the cylinder surface and the piston rings leads to lower fuel consumption and lower CO ₂ emissions, so that optimization of tribological properties of the cylinder surfaces can contribute to the fulfillment of environmental regulations. Among other things, there is a requirement in certain honing operations for the honing process to ensure a well-defined local distribution of the removal (material removal) by honing. For example, it may be desired to remove as much as possible locally, in particular during honing operations, which produce the desired surface structure of the bore inner surface on the finished workpiece. In this case, boundary conditions are to be observed, which are specified by the customer and due to the geometry as well as the process. For example, the customer is usually required to maintain a certain honing angle, which is related to the ratio of the speeds driven for stroke and rotation.

Es wurde erkannt, dass die örtliche Verteilung der Überdeckung bereits bei geringen Änderungen von Honparametern wie zum Beispiel dem Honwinkel, stark variieren kann. Damit kann ausgehend von der Überdeckung auch die Verteilung des Abtrags bereits bei verhältnismäßig kleinen Änderungen von Parametern stark variieren. Da der Abtrag in erster Näherung durch das geometrisch bestimmbare Maß der Überdeckung zuverlässig beschrieben werden kann, basiert das hier vorgestellte Verfahren in einer Grundstufe auf einer Analyse der Überdeckung des Honprozesses, also auf einer „Überdeckungsanalyse“. Die „Überdeckung“ gibt dabei für jedes Flächenelement der Innenfläche an, wie häufig das Flächenelement durch ein Flächenelement eines Schneidstoffkörpers überfahren wird.It has been recognized that the local distribution of coverage may vary widely even with minor changes in honing parameters, such as the honing angle. Thus, starting from the overlap, the distribution of the removal can vary greatly even with relatively small changes in parameters. Since the removal can be described reliably in a first approximation by the geometrically determinable degree of coverage, the method presented here is based in a basic stage on an analysis of the coverage of the honing process, ie on a "coverage analysis". The "overlap" indicates for each surface element of the inner surface how often the surface element is run over by a surface element of a cutting material body.

Während einer Honoperation bzw. eines Honprozesses wird die zu bearbeitende Bohrungsinnenfläche mehrfach durch Schneidstoffkörper des Honwerkzeugs überstrichen. Das Überstreichen wird so lange fortgeführt, bis die gewünschten Form- und Oberflächeneigenschaften erreicht sind. Das Erreichen der gewünschten Oberflächeneigenschaften geht entsprechend mit einer optimierten örtlichen Verteilung des Abtrags einher.During a honing operation or a honing process, the bore inner surface to be machined is repeatedly passed over by cutting material body of the honing tool. The sweeping is continued until the desired shape and surface properties are achieved. The achievement of the desired surface properties is correspondingly accompanied by an optimized local distribution of the removal.

Um das Prinzip der bei Ausführungsformen der Erfindung genutzten Überdeckungsanalyse bezüglich der Gleichmäßigkeit oder Ungleichmäßigkeit der Überdeckung darzustellen, zeigt 1 in den 1A und 1B zwei Visualisierungen von Überdeckungsanalysen vor und nach einer Parametervariation eines einzigen konkreten Honparameters, nämlich der Hubgeschwindigkeit. Bei der Überdeckungsanalyse wird das Resultat durch den Eingriff des Honwerkzeugs bzw. seiner Schneidstoffkörper in das Werkstück abgebildet. Die Visualisierungen zeigen jeweils Abwinklungen der Bohrungsinnenfläche, wobei auf der x-Achse die Winkelposition (zwischen 0° und 360°) und auf der y-Achse die axiale Position der betrachteten Flächenelemente (korrelierend mit der als Skala angegebenen Hubposition des Honwerkzeugs) angegeben ist.To illustrate the principle of overlap analysis used in embodiments of the invention in terms of uniformity or unevenness of coverage, FIG 1 in the 1A and 1B two visualizations of coverage analyzes before and after a parameter variation of a single concrete honing parameter, namely the lifting speed. In the coverage analysis, the result is imaged by the engagement of the honing tool or its cutting material body in the workpiece. The visualizations each show bends of the bore inner surface, wherein on the x-axis, the angular position (between 0 ° and 360 °) and on the y-axis, the axial position of the considered surface elements (correlated with the stroke position of the honing tool indicated as a scale) is indicated.

In der gewählten Darstellung haben die dunkleren Bereiche eine geringere Überdeckung als die hellen Bereiche, so dass in erster Näherung in den hellsten Bereichen der größte Materialabtrag und in schwarzen Bereichen überhaupt kein Materialabtrag zu erwarten ist.In the selected representation, the darker areas have a lower coverage than the bright areas, so that in the first approximation in the brightest areas of the largest material removal and in black areas no material removal is to be expected.

Bei der Honoperation in 1A wurde mit einer Hubgeschwindigkeit von 33 m/s gearbeitet, bei der Honbearbeitung von 1B mit einer Hubgeschwindigkeit von 32 m/s bei ansonsten unveränderten Parametersätzen. Bei der etwas höheren Hubgeschwindigkeit (1A) wiederholen sich stark bearbeitete und wenig oder gar nicht bearbeitete Bereiche in einem Muster periodisch. Die Überdeckung und der dadurch bestimmte Abtrag sind in diesem Fall stark ungleichmäßig. Im Gegensatz dazu wird die Bohrungsinnenwand bei der nur um ca. 3 % Prozent geringeren Hubgeschwindigkeit (1B) deutlich gleichmäßiger überstrichen. Die gleichmäßigere Überdeckung ist daran zu erkennen, dass das periodische Muster wesentlich schwächer ausgeprägt ist. Dies belegt beispielhaft, dass bereits eine geringe Variation eines Parameters eine vollkommen andere Überdeckungssituation verursachen kann. Es wurde erkannt, dass dieser Effekt kleiner Variationen, die zu großen Änderungen der örtlichen Verteilung der Überdeckung bzw. des daraus resultierenden Abtrags führen können, ein Charakteristikum zahlreicher Honprozesse ist. Besonders anfällig für ungünstige Überdeckungen sind hierbei z.B. das Formhonen (als Beispiel für einen Honprozess mit kurzen Honleisten), das Spiralgleithonen (als Beispiel für Honoperationen mit relativ großen Honwinkeln und ggf. relativ kurzen Honleisten), und das Makroform-Honen (als Beispiel für Honoperationen zur Formkorrektur mit variabler Hublänge und ggf. Selbstadaptierung von Honparametern während einer Honoperation und/oder von Bohrung zu Bohrung).In the honing operation in 1A was worked with a lifting speed of 33 m / s, at the honing of 1B with a lifting speed of 32 m / s with otherwise unchanged parameter sets. At the slightly higher lifting speed ( 1A) strongly worked and little or no worked areas in a pattern repeat periodically. The overlap and the resulting removal are in this case very uneven. In contrast, the bore inner wall is at the only about 3% percent lower stroke speed ( 1B) significantly more evenly overlined. The more uniform coverage can be recognized by the fact that the periodic pattern is significantly weaker. This shows by way of example that even a small variation of a parameter can cause a completely different coverage situation. It has been recognized that this effect of small variations, which can lead to large changes in the local distribution of coverage or the resulting erosion, is a characteristic of many honing processes. For example, mold honing (as an example for a honing process with short honing stones), helical gliding (as an example for honing operations with relatively large honing angles and possibly relatively short honing stones), and macro-form honing (as an example for honing operations) are particularly susceptible to unfavorable overlaps for shape correction with variable stroke length and possibly self-adaptation of honing parameters during a honing operation and / or from hole to hole).

Anhand von 2 wird nun beispielhaft erläutert, auf welche Weise die Überdeckung im Rahmen der Simulation bei manchen Ausführungsformen berechnet und visualisiert wird. 2 zeigt in den 2A und 2B jeweils eine 2x2-Matrix, die die Abwicklung einer Bohrungsinnenfläche repräsentiert, wobei die x-Achse die Umfangsrichtung und die y-Achse die Axialrichtung bzw. die Bohrungshöhe repräsentiert. Das hervorgehobene Rechteck HL stellt die Kontur der abrasiven Fläche eines Schneidstoffkörpers in Form einer Honleiste dar. Die Honleiste wird im schematischen Beispiel mit einem Honwinkel von 90° über die Bohrungsinnenfläche gefahren wird. Es ergeben sich dadurch vom Schneidstoffkörper überstrichene diagonal verlaufende Honspuren die sich in Kreuzungsbereichen überschneiden. Honwinkel können auch kleiner oder größer als 90° sein, sie liegen z.B. Im Beispiel von 1A (Spiralgleithonen) bei mehr als 120°.Based on 2 will now be explained by way of example, in which way the coverage in the simulation is calculated and visualized in some embodiments. 2 shows in the 2A and 2 B each a 2x2 matrix, representing the settlement of a bore inner surface, wherein the x-axis represents the circumferential direction and the y-axis represents the axial direction or the hole height. The highlighted rectangle HL represents the contour of the abrasive surface of a cutting material body in the form of a honing stone. The honing stone is moved in the schematic example with a honing angle of 90 ° over the bore inner surface. This results in diagonal honing traces crossed over by the cutting material body which overlap in crossing areas. Honing angles can also be smaller or larger than 90 °, they are eg in the example of 1A (Spiral gliding) at more than 120 °.

Für die Simulation wird nun die Bohrungsinnenfläche in aneinandergrenzende kleine Flächenelemente FE unterteilt, deren Größe der gewünschten Simulationsgenauigkeit angepasst werden kann. Die Flächenelemente sind als kleine Quadrate erkennbar. Die abrasive Fläche des Schneidstoffkörpers (Honleiste) kann rechnerisch durch im Beispielsfall drei zueinander parallele Linien bzw. linienartige Flächenelemente L1, L2, L3 repräsentiert werden, die in Längsrichtung der Honleiste bzw. in Axialrichtung der Bohrung verlaufen.For the simulation, the bore inner surface is now subdivided into adjoining small surface elements FE whose size can be adapted to the desired simulation accuracy. The surface elements are recognizable as small squares. The abrasive surface of the cutting material body (honing stone) can be calculated by in the example three parallel lines or line-like surface elements L1 . L2 . L3 are represented, which extend in the longitudinal direction of the honing stone or in the axial direction of the bore.

Bei der rechnerischen Überdeckungssimulation wird die abrasive Fläche des Schneidstoffkörpers über die Bohrungsinnenfläche geführt. Dabei wird für jedes Flächenelement FE der Bohrungsinnenfläche gezählt, wie häufig das Flächenelement durch ein linienartiges Flächenelement des Schneidstoffkörpers überfahren wird. So ist unmittelbar erkennbar, dass an den seitlichen Rändern einer Honspur beim einmaligen Überfahren die Flächenelemente FE nur jeweils einmal (repräsentiert durch die Zahl „1“) überstrichen werden. Die in der Mitte zwischen den Rändern liegenden Flächenelemente werden dagegen durch alle drei linienhaften Flächenelemente des Schneidstoffkörpers überfahren, weshalb die dortige Überdeckung durch die Zahl 3 repräsentiert wird. In den Kreuzungsbereichen zwischen den sich überkreuzenden Honspuren ergeben sich entsprechend größere Zahlen für die Überdeckungen, wobei zum Beispiel die Flächenelemente im Zentrum eines Überkreuzungspunkts im Beispielsfall sechs Mal überfahren werden. Für die Visualisierung der Überdeckungsanalyse wird die Häufigkeit der Überdeckung in Falschfarben dargestellt, beispielsweise auf einer Grauskala, wie in 2B dargestellt.In the mathematical overlay simulation, the abrasive surface of the cutting material body is guided over the bore inner surface. In this case, for each surface element FE of the bore inner surface is counted how often the surface element is passed over by a line-like surface element of the cutting material body. Thus, it is directly recognizable that at the lateral edges of a honing track when driving over once the surface elements FE only once each time (represented by the number " 1 "). On the other hand, the surface elements lying in the middle between the edges are run over by all three linear surface elements of the cutting material body, which is why the overlapping there by the number 3 is represented. In the intersection areas between the crossing honing marks, correspondingly larger numbers result for the overlaps, wherein, for example, the area elements in the center of a crossover point are run over six times in the example case. For the visualization of the coverage analysis, the frequency of coverage is displayed in false colors, for example on a gray scale, such as in 2 B shown.

Die technischen Voraussetzungen zur Durchführung dieser Überdeckungsanalyse sind in die Steuereinheit einer Honmaschine (bzw. in die Honsteuerung) integriert. Die Steuereinheit weist hierzu ein Simulationsmodul auf, welches dazu konfiguriert ist, eine steuerungsintegrierte Abtragssimulation auszuführen, die für das in der Steuereinheit generierte Honprogramm eine sich daraus ergebende örtliche Verteilung des Abtrags auf der Innenfläche der Bohrung simuliert. Der Abtrag wird dabei durch die Überdeckung repräsentiert. Dabei wird zur Simulation der Original-Steuerungscode der Steuereinheit verwendet.The technical prerequisites for carrying out this cover analysis are integrated in the control unit of a honing machine (or in the honing control). For this purpose, the control unit has a simulation module which is configured to execute a control-integrated removal simulation which simulates a resulting local distribution of the removal on the inner surface of the bore for the honing program generated in the control unit. The removal is represented by the overlap. In this case, the original control code of the control unit is used for simulation.

In 3 ist schematisch eine Honmaschine 100 gezeigt, die im Rahmen verschiedener Ausführungsformen erfindungsgemäßer Verfahren zur Bearbeitung von Innenflächen von Bohrungen in Werkstücken als Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden kann, um wahlweise in herkömmlicher Weise eine oder mehrere Honoperationen an dem Werkstück auszuführen und/oder um am gleichen Werkstück und ggf. auch bei nachfolgenden Werkstücken - bei aktiviertem Simulationsmodus - auch Ausführungsformen erfindungsgemäßer Honverfahren durchzuführen.In 3 is schematically a honing machine 100 shown, which can be used in the context of various embodiments inventive method for processing of inner surfaces of holes in workpieces as a processing machine to perform either conventionally one or more honing operations on the workpiece and / or on the same workpiece and possibly also in subsequent workpieces - When activated simulation mode - perform embodiments of inventive honing process.

Auf dem Maschinenbett der Honmaschine ist eine Aufspannplatte befestigt, die ein darauf aufgespanntes Werkstück 106 trägt, bei dem es sich im Beispielsfall um einen Motorblock (Zylinderkurbelgehäuse) einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine handelt. In dem Motorblock sind mehrere Bohrungen 108 (Zylinderbohrungen) mit generell vertikaler Ausrichtung ihrer Bohrungsachsen gebildet. Die durch die Innenflächen 107 der Zylinderbohrungen gebildeten Zylinderlaufflächen werden auf der Honmaschine einer qualitätsbestimmenden Endbearbeitung unterzogen, bei der sowohl die Makroform der Zylinderlaufflächen, als auch deren Oberflächentopographie durch geeignete Honoperationen erzeugt wird.On the machine bed of the honing machine a clamping plate is fixed, which is a clamped workpiece 106 carries, which in the example is an engine block (cylinder crankcase) of a multi-cylinder internal combustion engine is. There are several holes in the engine block 108 (Cylinder bores) formed with a generally vertical orientation of their bore axes. The through the inner surfaces 107 The cylinder surfaces formed cylinder bores are subjected to a quality-determining finishing on the honing machine, in which both the macro-shape of the cylinder surfaces, as well as their surface topography is produced by suitable honing operations.

Die Honmaschine 100 weist mehrere im Wesentlichen identisch aufgebaute Honeinheiten auf, die abwechselnd oder gleichzeitig bei der Werkstückbearbeitung eingesetzt werden können. Ihr Aufbau wird anhand der Honeinheit 110 näher erläutert.The honing machine 100 has several substantially identically constructed honing units, which can be used alternately or simultaneously in the workpiece machining. Their structure is based on the honing unit 110 explained in more detail.

Die Honeinheit 110 umfasst einen auf der Trägerkonstruktion befestigten Spindelkasten, der die als Werkzeugspindel der Bearbeitungsmaschine dienende Honspindel 116 führt. Die Honspindel lässt sich mit Hilfe eines am Spindelkasten befestigten Drehantriebs (Spindelantriebs) 118 um ihre Längsachse (Spindelachse) drehen. Der Drehantrieb weist einen Servomotor auf, der u.a. bezüglich seiner Drehzahl und des erzeugten Drehmoments steuerbar ist.The honing unit 110 comprises a mounted on the support structure headstock, which serves as the tool spindle of the machine tool honing spindle 116 leads. The honing spindle can be adjusted by means of a rotary drive (spindle drive) attached to the headstock 118 turn around its longitudinal axis (spindle axis). The rotary drive has a servomotor which is controllable, inter alia, with regard to its rotational speed and the generated torque.

Am unteren Ende der Honspindel ist eine Gelenkstange angebracht, an deren unteres, freies Ende das als Bearbeitungswerkzeug dienende Honwerkzeug 200 begrenzt beweglich mechanisch angekoppelt ist, z.B. über eine Bajonettverbindung. Bei anderen Ausführungsformen sind andere Lösungen möglich. Beispielsweise kann anstelle der Gelenkstange eine andersartige Antriebsstange, z.B. eine Biegestange, gewählt werden. Alternativ zu einer begrenzt beweglichen mechanischen Ankopplung ist auch eine starre Ankopplung des Honwerkzeugs möglich.At the lower end of the honing spindle a joint rod is attached, at the lower, free end serving as a machining tool honing tool 200 limited movable mechanically coupled, for example via a bayonet connection. In other embodiments, other solutions are possible. For example, instead of the articulated rod, a different type of drive rod, for example a bending rod, can be selected. As an alternative to a limited movable mechanical coupling and a rigid coupling of the honing tool is possible.

Ein Hubantrieb 124 bewirkt die Vertikalbewegung der Honspindel beim Einführen des Werkzeuges in das Werkstück bzw. beim Herausziehen aus dem Werkstück und wird während der Honbearbeitung so angesteuert, dass das Honwerkzeug innerhalb der Bohrung des Werkstückes eine zur Spindelachse parallele, vertikale Hin- und Her-Bewegung ausführt. Hublänge und Hublage sind durch Parametereingabe einstellbar.A lifting drive 124 causes the vertical movement of the honing spindle during insertion of the tool into the workpiece or when pulling out of the workpiece and is controlled during the honing process so that the honing tool performs a parallel to the spindle axis, vertical reciprocating motion within the bore of the workpiece. Stroke length and stroke position can be set by parameter input.

Die Honmaschine ist mit einem Zustellsystem bzw. Aufweitsystem zur Zustellung der am Werkzeugkörper des Honwerkzeugs angeordneten Schneidstoffkörper ausgestattet. Als Aufweitantrieb 122 ist einen Servomotor vorgesehen, der kraftgesteuert und/oder weggesteuert betrieben werden kann. Es gibt auch Varianten mit zwei voneinander unabhängig steuerbaren Aufweitungen (Doppelaufweitung).The honing machine is equipped with a delivery system or expansion system for the delivery of arranged on the tool body of the honing tool Schneidstoffkörper. As expansion drive 122 is provided a servo motor, which can be operated force-controlled and / or path-controlled. There are also variants with two independently controllable widenings (double widening).

Der Drehantrieb (Spindelantrieb) 118, der Hubantrieb 124 und der mindestens eine Aufweitantrieb 122 des Zustellsystems sind an eine Steuereinrichtung 180 angeschlossen, die ein funktionaler Bestandteil der Maschinensteuerung ist und über eine Bedienoberfläche 195 einer Bedieneinrichtung 190 bedient werden kann. Die Steuereinrichtung verkörpert die „Honsteuerung“ und kann daher auch als „Honsteuerung“ bezeichnet werden. Die Bedieneinrichtung bildet die Bedienschnittstelle bzw. die Mensch-Maschine Schnittstelle (Human-Machine Interface, HMI) der Honmaschine, welche dem Benutzer die Kommunikation mit der Honmaschine ermöglicht.The rotary drive (spindle drive) 118 , the lift drive 124 and the at least one expansion drive 122 the delivery system are to a control device 180 connected, which is a functional part of the machine control and a user interface 195 an operating device 190 can be served. The control device embodies the "honing control" and can therefore also be referred to as "honing control". The operating device forms the operator interface or the human-machine interface (Human-Machine Interface, HMI) of the honing machine, which enables the user to communicate with the honing machine.

Über die Bedieneinrichtung können unter anderem die folgenden Prozessparameter eingestellt werden: Lage des oberen Umsteuerpunkts und des unteren Umsteuerpunkts von Hubbewegungen. Dadurch sind die Hublänge und die Hublage definierbar. Drehzahl sowie Drehzahl-Charakteristik in den Umsteuerpunkten (unterschiedliche Charakteristika durch Honen mit oder ohne Drehzahlabsenkung im Bereich eines Umsteuerpunkts), Zustellgeschwindigkeit, Hubgeschwindigkeit, Beginn einer Honphase.Among other things, the following process parameters can be set via the operating device: Position of the upper reversal point and of the lower reversal point of strokes. As a result, the stroke length and the stroke position are definable. Speed and speed characteristics in the Umsteuerpunkten (different characteristics by honing with or without speed reduction in the range of Umsteuerpunkts), infeed speed, lifting speed, beginning of a honing phase.

Die Steuereinrichtung 180 enthält u.a. die Einrichtungen 182 für die Signalverarbeitung beim Zusammenspiel mit Aktoren und Sensoren der Honmaschine. Diese kommunizieren über Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen mit der Steuereinrichtung. Damit wird unter anderem der Honprozess (die Task „Honen“) gesteuert.The control device 180 contains, among other things, the facilities 182 for signal processing in interaction with actuators and sensors of the honing machine. These communicate with the control device via input / output interfaces. Among other things, this controls the honing process (the "honing" task).

Außerdem ist in einem Simulationsmodul 150 der Steuereinheit die Task der „steuerungsintegrierten Abtragssimulation“ angesiedelt und kommuniziert mit der Task „Honen“. In die steuerungsintegrierte Analyse fließt die Rückmeldung der realen Honmaschine in Form von Signalen und/oder Daten ein, wodurch Einfluss auf die Steuerung genommen wird.It is also in a simulation module 150 The control unit settles the task of the "control integrated material removal simulation" and communicates with the task "honing". The feedback from the real honing machine in the form of signals and / or data flows into the control-integrated analysis, which influences the control.

Die Kommunikation zwischen der Steuerung (Steuereinrichtung) und den elektromechanischen Komponenten der Honmaschine kann z.B. durch Bus-Konzepte realisiert werden, wobei z.B. Profinet oder EtherCat zum Einsatz kommen können. Die Schnittstelle zur Bedienerschnittstelle (HMI) erfolgt bei der Beispielkonfiguration über OPC Server.The communication between the controller (controller) and the electromechanical components of the honing machine may be e.g. realized by bus concepts, e.g. Profinet or EtherCat can be used. The interface to the HMI is used in the example configuration via OPC Server.

Nachfolgend werden nun verschiedene Varianten von Honverfahren beschrieben, die mithilfe der Honmaschine und deren integrierter steuerungsabhängiger Abtragssimulation durchgeführt werden können. Bei jedem dieser Verfahren wird die örtliche Verteilung des Abtrags (Materialabtrags) an der Innenfläche einer bearbeiteten Bohrung für die programmierte Honoperation innerhalb der Steuereinheit der Honmaschine simulativ ermittelt. Dabei kann grundsätzlich zwischen zwei unterschiedlichen Anwendungsfällen bzw. Betriebsmodi gewählt werden, nämlich einer Vorab-Simulation und einer produktionsbegleitenden Simulation.In the following, different variants of honing methods will be described, which can be carried out with the help of the honing machine and its integrated control-dependent removal simulation. In each of these methods, the local distribution of material removal on the inner surface of a machined bore for the programmed honing operation within the control unit of the honing machine is simulatively determined. It is basically possible to choose between two different ones Use cases or operating modes are selected, namely a pre-simulation and a production-accompanying simulation.

Bei der Vorab-Simulation erfolgt die Simulation vorbereitend zur eigentlichen (produktiven) Honbearbeitung. In diesem Fall kann beispielsweise noch vor der eigentlichen Bearbeitung die Qualität des erwarteten Bearbeitungsergebnisses beurteilt werden und gegebenenfalls eine Parameteränderung für die Erzielung eines optimalen Ergebnisses manuell oder automatisch gefunden werden.In the pre-simulation, the simulation prepares for the actual (productive) honing process. In this case, for example, before the actual processing, the quality of the expected processing result can be assessed and, if necessary, a parameter change for the achievement of an optimal result can be found manually or automatically.

Bei der produktionsbegleitenden Simulation erfolgt die steuerungsintegrierte Abtragssimulation zeitlich parallel zur Honbearbeitung und liefert detaillierte Informationen über das zu erwartende Bearbeitungsergebnis, die zum Teil mit konventionellen Mitteln nicht bereitgestellt werden können. Die steuerungsintegrierte Abtragssimulation simuliert dabei für ein konkretes Honprogramm (definierter Bewegungsablauf u.a. durch Vorgabe von Geschwindigkeiten für Hub, Drehung, Umsteuerpunkte des Hubs etc.) die sich daraus ergebende örtliche Verteilung der Überdeckung und damit in guter Näherung auch die örtliche Verteilung des Abtrags auf der Innenfläche der Bohrung. Dabei wird die Original-Steuerung der Honmaschine auch für die Simulation herangezogen.In the production-accompanying simulation, the control-integrated removal simulation is carried out parallel to the honing process and provides detailed information about the expected processing result, which can not be provided in part by conventional means. The control-integrated removal simulation simulates for a specific honing program (defined sequence of movements, inter alia, by setting speeds for stroke, rotation, reversal points of the stroke, etc.) the resulting local distribution of the overlap and thus, to a good approximation, the local distribution of the removal on the inner surface the bore. The original control of the honing machine is also used for the simulation.

Anhand von 4 wird eine erste Variante erläutert. Die Honsteuerung HS ist dabei für die Steuerung der Maschinenachsen MA von zwei Honeinheiten der Honmaschine eingerichtet. Jeder der Honeinheiten ist in der Honsteuerung HS eine Honeinheits-Steuerung HES zugeordnet, die diejenigen Komponenten enthält, die die Signale zur Steuerung der zugeordneten Maschinenachsen MA dieser Honeinheit erzeugen. Zu einer (realen) Maschinenachse einer Honeinheit gehören u.a. die Antriebe für Drehung und Hub, also der Drehantrieb und der Hubantrieb.Based on 4 a first variant is explained. The honing control HS is there to control the machine axes MA set up by two honing units of the honing machine. Each of the honing units is in honing control HS a honing unit control HES associated with those components that contain the signals for controlling the associated machine axes MA create this honing unit. To a (real) machine axis of a honing unit include the drives for rotation and stroke, so the rotary drive and the linear actuator.

Die obere der beiden Honeinheiten (erste Honeinheit) kann wahlweise im normalen Betriebsmodus oder im Simulationsmodus betrieben werden. 4A zeigt die Konfiguration im normalen Betriebsmodus. Dabei werden die von der Honsteuerung bzw. der zugehörigen Honeinheits-Steuerung für die realen Maschinenachsen MA berechneten Soll-Werte der jeweiligen Positionen (Hubposition, Drehposition) an die entsprechenden Maschinenachsen übertragen. Die Simulation ist dabei nicht aktiv.The upper of the two honing units (first honing unit) can be operated either in normal operating mode or in simulation mode. 4A shows the configuration in normal operating mode. In this case, those of the honing control or the associated honing unit control for the real machine axes MA transferred calculated setpoint values of the respective positions (stroke position, rotational position) to the corresponding machine axes. The simulation is not active.

Bei der Konfiguration in 4B wird die erste Honeinheit dagegen im Simulationsmodus betrieben. Dabei erfolgt die Bewegungserzeugung innerhalb der Honsteuerung bzw. der zugehörigen Honeinheits-Steuerung HS genau wie im realen Betrieb, jedoch werden die daraus resultierenden Soll-Werte für die Achsen nicht an die zugehörigen realen Maschinenachsen ausgegeben, sondern als Eingangswerte an die Simulation SIM übertragen. Diese errechnet bzw. simuliert die mit den Soll-Werten korrespondierende örtliche Überdeckungsverteilung.When configuring in 4B on the other hand, the first honing unit is operated in simulation mode. The movement is generated within the honing control or the associated honing unit control HS just like in real operation, however, the resulting target values for the axes are not output to the corresponding real machine axes, but as input values to the simulation SIM transfer. This calculates or simulates the local coverage distribution corresponding to the target values.

Es ist auch möglich, innerhalb der Honsteuerung HS eine oder mehrere virtuelle Honeinheits-Steuerungen bereitzustellen, mit denen parallel zur aktuellen Honbearbeitung eine Simulation durchgeführt werden kann. Beispielsweise können mittels der Simulation bereits die Honparameter eines nächsten Werkstücktyps optimiert werden. Ein Beispiel für diese Konfiguration ist in 5 gezeigt. Dabei sind in der Honsteuerung HS Berechnungsmodule für drei Honeinheiten realisiert. Die oben dargestellte erste Honeinheits-Steuerung HES gibt die auf Basis des Honprogramms errechneten Positionswerte an die zugeordneten realen Maschinenachsen MA ab und steuert damit einen konkreten Honprozess an der zugeordneten Honeinheit. Die beiden anderen, darunter dargestellten Honeinheits-Steuerungen sind jeweils als virtuelle Honeinheits-Steuerungen V-HES konfiguriert und geben ihre errechneten Sollwerte als Eingangswerte an die angeschlossene Simulation SIM ab.It is also possible within the honing control HS to provide one or more virtual honing unit controls that can be used to simulate parallel to the current honing process. For example, the honing parameters of a next workpiece type can already be optimized by means of the simulation. An example of this configuration is in 5 shown. Here are in the Honsteuerung HS Calculation modules realized for three honing units. The first honing unit controller shown above HES Returns the position values calculated on the basis of the honing program to the assigned real machine axes MA and thus controls a concrete honing process on the associated honing unit. The two other honing unit controls shown below are each configured as virtual honing unit controllers V-HES and input their calculated setpoint values as input values to the connected simulation SIM from.

Anhand von 6 wird ein Konfigurationsbeispiel für eine produktionsbegleitende Simulation schematisch dargestellt. In der Konfiguration von 6A werden die Soll-Werte SW, die von der jeweils oben dargestellten ersten Honeinheits-Steuerung HES auf Basis der eingestellten Honparameter ermittelt werden, zeitgleich sowohl an die angeschlossenen realen Maschinenachsen MA (für Spindeldrehung und Hub) ausgegeben als auch als Eingangswerte an die Simulation SIM. Die Simulation kann daher zeitlich parallel zur produktiven Bearbeitung erfolgen, was hier als „digitaler Zwilling“ (DZ) bezeichnet wird.Based on 6 a configuration example for a production-accompanying simulation is shown schematically. In the configuration of 6A become the target values SW from the first honing unit control shown above HES determined on the basis of the set honing parameters, simultaneously to both the connected real machine axes MA (for spindle rotation and stroke) as well as input values to the simulation SIM , The simulation can therefore take place parallel to productive processing, which is referred to here as a "digital twin" ( DZ ) referred to as.

In 6B ist eine Konfiguration für eine Variante mit digitalem Zwilling DZ dargestellt. Dabei werden die auf Basis der eingestellten Honparameter für die erste Honeinheit bzw. deren Maschinenachsen MA errechneten Soll-Werte SW an die zugeordneten realen Maschinenachsen MA übertragen. Die tatsächlich an den Maschinenachsen vorliegenden Ist-Werte IW, die von entsprechenden Sensoren der Maschinenachsen (Weggeber, Winkelgeber, Kraftsensoren, Drehmoment-Sensoren) erfasst werden, werden dann an die Simulation SIM geleitet, welche die Simulation auf Basis der Ist-Werte IW durchführt.In 6B is a configuration for a digital twin variant DZ shown. These are based on the set honing parameters for the first honing unit or their machine axes MA calculated target values SW to the assigned real machine axes MA transfer. Actual values actually present on the machine axes IW , which are detected by corresponding sensors of the machine axes (encoder, angle encoders, force sensors, torque sensors) are then sent to the simulation SIM passed the simulation based on the actual values IW performs.

In jedem Fall werden ausgehend von den auf diese verschiedenen Weisen bereitgestellten Positionswerten von Hub und Spindeldrehung im Echtzeitteil der Steuereinheit die örtliche Verteilung des Abtrags (bzw. der Überdeckung) mithilfe eines Geometriemodells der Bohrung und der am Honwerkzeug angebrachten Schneidstoffkörper sowie ein Abtragsmodell für die konkrete Bearbeitung im Wege der Simulation bestimmt. Das Abtragsmodell basiert auf der Überdeckungssimulation und berücksichtigt weitere für den Abtrag relevante Einflussfaktoren, wie z.B. den aktuellen Anpressdruck, womit eine bessere Annäherung an den tatsächlich erfolgten Abtrag erreicht werden kann.In any case, based on the position values of stroke and spindle rotation provided in these different ways in the real-time part of the control unit, the local distribution of the removal (or the overlap) using a geometry model of the bore and the cutting material body attached to the honing tool and a removal model for the concrete processing in the way of Simulation determined. The removal model is based on the overlap simulation and takes into account other influencing factors relevant to the removal, such as the actual contact pressure, which allows a better approximation to the actual removal carried out.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Honmaschine wird das Ergebnis der Simulation eingebettet in einer Maske der Honsteuerung an einer Anzeige im Anzeigebereich der Bedieneinheit 190 visualisiert. 7 zeigt hierzu beispielhaft einen Ausschnitt der Bildschirmanzeige der zur Steuerungseinrichtung gehörenden Anzeigeeinheit bzw. der Bedieneroberfläche 195. In dem eingebetteten Fenster 197 ist beispielhaft die bereits anhand von 1 erläuterte örtliche Verteilung der Überdeckung mit relativ ungleichmäßiger Überdeckung dargestellt. In der rechts daneben gezeigten vertikalen Skala 198 sind den Grauwerten korrespondierende Abtragswerte zugeordnet. Die Zahlenwerte sind qualitativ zu verstehen, ihre Genauigkeit ist davon abhängig, wie gut das zugrundeliegende Abtragsmodell ausgehend von der Überdeckungsanalyse die weiteren abtragsrelevanten Einflüsse abbildet. Ein Bediener kann nun das zu erwartende Bearbeitungsergebnis unmittelbar und intuitiv qualitativ beurteilen und ggf. entsprechende Maßnahmen zur Verbesserung der Abtragsverteilung einleiten.In the described embodiment of the honing machine, the result of the simulation is embedded in a mask of the honing control on a display in the display area of the operating unit 190 visualized. 7 shows an example of a section of the screen display belonging to the control unit display unit or the user interface 195 , In the embedded window 197 is an example already with reference to 1 illustrated local distribution of coverage with relatively uneven coverage shown. In the vertical scale shown to the right 198 are assigned to the gray values corresponding Abtragwerten. The numerical values are to be understood qualitatively, their accuracy depends on how well the underlying erosion model, based on the coverage analysis, maps the further ablation-relevant influences. An operator can now assess the expected processing result directly and intuitively qualitatively and if necessary initiate appropriate measures to improve the removal distribution.

Anhand von 8 wird eine Möglichkeit erläutert, im Falle der produktionsbegleitenden Simulation die Gleichmäßigkeit des Abtrags durch gezielte Parametervariationen zu optimieren. Beim Schritt der Parametervorgabe werden zunächst zu Beginn gewisse Honparameter vorgegeben, die z.B. für den Honprozess des Makroform-Honens gewünscht sind. Das Makroform-Honen ist eine besondere Variante der Steuerung, die im Beispielsfall eine automatische Korrektur der Zylinderform während des Honens durch Veränderung von Honparametern durchführt. Die Zylinderform kann z.B. durch Inprozessmesen oder eine Überwachung und Auswertung des Drehmoments des Drehantriebs erfasst werden. Mit dem programmierten Honprozess soll im Beispielsfall mittels Honen eine rotationssymmetrische, insbesondere eine zylindrische Bohrung erzeugt werden.Based on 8th a possibility is explained, in the case of production-accompanying simulation, to optimize the uniformity of the removal by means of specific parameter variations. In the step of the parameter specification, certain honing parameters are initially specified at the beginning, which are desired, for example, for the honing process of macro-form honing. Macroform honing is a special variant of the control, which, in the example, performs an automatic correction of the cylinder shape during honing by changing honing parameters. The cylindrical shape can be detected, for example, by in-process measurement or monitoring and evaluation of the torque of the rotary drive. With the programmed honing process, in the example case, a rotationally symmetrical, in particular a cylindrical bore should be produced by honing.

Durch die genannte automatische Variation der Honparameter kann jedoch die Gleichmäßigkeit der Überdeckung sich deutlich verschlechtern. Um dies zu erkennen, wird für den eingestellten Honprozess anhand der dafür generierten Soll-Werte eine Analyse der Gleichmäßigkeit des Abtrags durchgeführt. Anhand eines voreingestellten Entscheidungsparameters für die Gleichmäßigkeit des Abtrags entscheidet die Steuerung nun, ob eine weitere Optimierung nötig ist oder nicht. Wenn die rechnerisch ermittelte Gleichmäßigkeit ausreichend ist, ist keine weitere Optimierung notwendig. Ist die erzielte Gleichmäßigkeit geringer als die zulässige Gleichmäßigkeit, wird eine automatische Parametervariation durchgeführt und der Makroform-Honprozess wird mit den dadurch geänderten Honparametern fortgeführt, wobei zeitgleich auch eine begleitende Analyse der dann erzielbaren Gleichmäßigkeit des Abtrags mittels Simulation erfolgt.Due to the aforementioned automatic variation of the honing parameters, however, the uniformity of the coverage can be significantly worsened. In order to recognize this, an analysis of the evenness of the removal is carried out for the set honing process on the basis of the target values generated for this purpose. Based on a preset decision parameter for the uniformity of the removal, the controller now decides whether further optimization is necessary or not. If the computationally determined uniformity is sufficient, no further optimization is necessary. If the uniformity achieved is less than the permissible uniformity, an automatic parameter variation is carried out and the macro-form honing process is continued with the honing parameters changed as a result, whereby at the same time an accompanying analysis of the then achievable evenness of the removal by means of simulation takes place.

Die Parametervariation durch die produktionsbegleitende Simulation erfolgt dabei in der Art, dass der Einfluss der Parametervariation durch das Makroform-Honen, das im Beispielsfall auf eine perfekte Zylinderform abzielt, nicht beeinflusst wird. Konkret variiert das Makroform-Honen beispielsweise die Umsteuerpunkte und verlängert oder verkürzt den Hub. Die Parametervariation der produktionsbegleitenden Simulation dagegen variiert beispielsweise die Hubgeschwindigkeit und/oder die Drehzahl so, dass trotz veränderter Umsteuerpunkte weiterhin eine gleichmäßige Überdeckung gewährleistet ist.The parameter variation through the production-accompanying simulation is carried out in such a way that the influence of the parameter variation by the macro-form honing, which in the example case is aimed at a perfect cylinder shape, is not affected. Specifically, the macro-contour honing varies, for example, the Umsteuerpunkte and extends or shortens the stroke. By contrast, the parameter variation of the production-accompanying simulation varies, for example, the lifting speed and / or the rotational speed in such a way that uniform overlapping is still ensured despite changed reversing points.

Im Rahmen der Überdeckungsanalyse wird bei einer Ausführungsform der sogenannte Überdeckungsfehler als Maß für die Gleichmäßigkeit oder Ungleichmäßigkeit genutzt. Beim Ausführungsbeispiel ergibt sich der Überdeckungsfehler innerhalb eines zu bewertenden Flächenbereichs der Bohrungsinnenfläche aus der Differenz der ermittelten maximalen und minimalen Überdeckung innerhalb des zu bewertenden Flächenbereichs. Dazu wird im Beispiel der 2 der Maximal- und Minimalwert der Überdeckung in einem Ausschnitt aus einer Analysematrix bestimmt. Eine Gewichtung relativiert den Überdeckungsfehler, z.B. bezüglich einer variierenden Anzahl von Hüben und/oder einer variierenden Leistengeometrie.In the context of coverage analysis, in one embodiment the so-called coverage error is used as a measure of uniformity or nonuniformity. In the exemplary embodiment, the overlap error within a surface area of the bore inner surface to be evaluated results from the difference between the determined maximum and minimum overlap within the surface area to be evaluated. In the example of the 2 the maximum and minimum values of the coverage are determined in a section of an analysis matrix. A weighting relativizes the overlap error, eg with respect to a varying number of strokes and / or a varying bar geometry.

Das Ergebnis der Auswertung des Überdeckungsfehlers kann dem Bediener alternativ oder zusätzlich optisch angezeigt werden. Dies stellt eine einfache Möglichkeit der Visualisierung dar. Beispielsweise kann eine Anzeigefeld rot aufleuchten, wenn der Überdeckungsfehler einen zulässigen Wert überschreitet, womit das Honergebnis als nicht in Ordnung erkennbar ist, wohingegen das Anzeigefeld grün leuchtet, wenn der Überdeckungsfehler kleiner als der voreingestellte kritische Wert ist, womit das Honergebnis als in Ordnung erkennbar ist.The result of the evaluation of the coverage error can be displayed optically or additionally to the operator. This is a simple way of visualization. For example, a display panel may light up red when the coverage error exceeds an allowable value, whereby the honing result is not recognizable, whereas the display panel glows green when the coverage error is less than the preset critical value , whereby the honing result is recognizable as being in order.

Wie eingangs erwähnt, können sich bestimmte Parameter des Honens prozessbedingt von Bohrung zu Bohrung ändern. Beispielsweise wird bei vorteilhaften Varianten des Makroform-Honens zur Erzielung axial unterschiedlicher Durchmesser die Hublänge der Hubbewegung sukzessive verändert. Wie eingangs erwähnt, kann dies zu ungünstigen Kombinationen von Hublänge und Rotation führen, die einen stark ungleichmäßigen Abtrag zur Folge hätten. Die Hublängenvariation kann sich also gravierend auf die Gleichmäßigkeit des Abtrags auswirken. As mentioned above, certain parameters of the honing process may change from one hole to another. For example, in advantageous variants of macro-molding honing to achieve axially different diameter, the stroke length of the stroke movement is changed successively. As mentioned above, this can lead to unfavorable combinations of stroke length and rotation, which would result in a very uneven removal. The stroke length variation can thus seriously affect the uniformity of the removal.

Mit der produktionsbegleitenden Simulation kann dagegen die Geometrie der aus dem Honprozess resultierenden Bohrung flächendeckend und sehr präzise überwacht werden und es können die Parametervariationen so vorgenommen werden, dass stark ungleichmäßige Abträge auch bei der Variation der Hublänge vermieden werden. By contrast, the simulation accompanying the production process allows the geometry of the drilling resulting from the honing process to be monitored comprehensively and very precisely, and the parameter variations can be carried out in such a way that highly uneven discharges are avoided even when the stroke length is varied.

Im Falle der Vorab-Simulation kann in ähnlicher Weise eine automatische Ergebnisoptimierung durch systematische Parametervariation durchgeführt werden. Dies ist in 9 schematisch dargestellt.In the case of the pre-simulation, automatic result optimization by systematic parameter variation can be carried out in a similar manner. This is in 9 shown schematically.

10 zeigt in Analogie zu 2 eine Variante, bei der zusätzlich zum rein geometrischen Maß der Überdeckung auch der lokal (in einem Flächenelement der Bohrungsinnenfläche) wirkende Anpressdruck der Schneidstoffkörper bei der Berechnung der Zahlenwerte für die einzelnen Flächenelemente und damit bei der Visualisierung berücksichtigt wird. Bezugszeichen HLO bezeichnet eine Position der Honleiste im Bereich des oberen Honüberlaufs, worin nur noch etwas weniger als die Hälfte der abrasiven Fläche des Schneidstoffkörpers in Eingriff mit der Bohrungsinnenfläche steht. Bei unveränderter Andrückkraft bedeutet dies eine Erhöhung des lokal wirkenden Anpressdrucks auf etwas mehr als das Doppelte im Vergleich zu Flächenbereichen mit vollflächigem Kontakt zwischen Schneidstoffkörper und Bohrungsinnenfläche. Der Anpressdruck wird bei dieser Abtragsanalyse als Faktor in die Simulation mit einbezogen. Ein Vergleich mit 2 zeigt, dass bei gleicher Überdeckung der lokale Abtrag entsprechend dem höheren Anpressdruck im Bereich des Honüberlaufs tendenziell erhöht ist. 10 shows in analogy to 2 a variant in which, in addition to the purely geometric measure of the overlap, the contact pressure of the cutting material body acting locally (in a surface element of the bore inner surface) is taken into account in the calculation of the numerical values for the individual surface elements and thus in the visualization. Reference character HLO denotes a position of the honing stone in the region of the upper Honüberlaufs, wherein only slightly less than half of the abrasive surface of the cutting material body is in engagement with the bore inner surface. With unchanged pressing force, this means an increase of the locally acting contact pressure to slightly more than twice compared to surface areas with full-surface contact between cutting material body and bore inner surface. The contact pressure is included in this simulation as a factor in the simulation. A comparison with 2 shows that with the same coverage of the local Abtrag according to the higher contact pressure in the area of honing overflow tends to increase.

Mit Hilfe einer produktionsbegleitenden Simulation, also einer gleichzeitig mit einer tatsächlichen Honoperation ablaufenden Simulation dieser Honoperation, kann die Geometrie der durch die Honoperation erzeugten Bohrung flächendeckend und simultan mit der laufenden Honoperation sehr präzise überwacht werden. Damit kann ein weiteres, von einer Messung unabhängiges System zur Bestimmung der Bohrungsform geschaffen werden, welches nicht auf einer Messung, sondern auf einer Simulation basiert und gegenüber herkömmlichen Methoden zur Formbestimmung (insbesondere dem Inprozessmessen) Vorteile unter anderem hinsichtlich Präzision und Dynamik bietet. Es wurde erkannt, dass eine Beurteilung der Maßhaltigkeit eines Bearbeitungsergebnisses allein durch optionales Inprozessmessen (Messen während der Honbearbeitung) und/oder eine optionale Nachmessstation (Messung nach Abschluss einer Honbearbeitung und gegebenenfalls Korrektur einer darauffolgenden Honoperation) spezifische Nachteile hat, die bei einer simulationsbasierten Ermittlung von Bohrungsform-Information vermieden werden können.With the aid of a production-accompanying simulation, ie a simulation of this honing operation which takes place simultaneously with an actual honing operation, the geometry of the hole produced by the honing operation can be monitored very precisely throughout the entire area and simultaneously with the ongoing honing operation. Thus, another, independent of a measurement system for determining the shape of the hole can be created, which is not based on a measurement but based on a simulation and compared to conventional methods for shape determination (in particular the in-process measurement) offers advantages among other things in terms of precision and dynamics. It has been found that an assessment of the dimensional accuracy of a processing result solely by optional in-process measurement (honing during honing) and / or an optional Nachmessstation (measurement after completion of honing and optionally correcting a subsequent honing operation) has specific disadvantages that in a simulation-based determination of Hole shape information can be avoided.

Zum einen wurde erkannt, dass das Inprozessmessen in manchen Fällen nicht dynamisch genug ist, um typische zyklische Ungleichmäßigkeiten des Abtrags entlang des Umfangs einer Bohrung genau genug zu erfassen. So können beispielsweise Unrundheiten höherer Ordnung, manchmal nur sehr abgeschwächt und/oder phasenverschoben abgebildet werden. 11A zeigt beispielhaft mit durchgezogener Wellenlinie die Innenfläche 107 eine Bohrung in einer vorgegebenen Axialebene und zum Vergleich den Verlauf ZYL der Innenfläche bei einer idealen Kreiszylinderform der Bohrung. 11B zeigt schematisch das Messergebnis einer Inprozessmessung der in 11A dargestellten Bohrung. Die radiale Linie RL zeigt an, dass das zugehörige lokale Minimum des Bohrungsradius gegenüber der tatsächlichen Lage dieses lokalen Minimums /vgl. 11A) um einige Grad in Umfangsrichtung phasenverschoben ist. Die Phasenverschiebung wird tendenziell mit zunehmender Drehzahl beim Messen größer. Die Phasenverschiebung kann z.B. problematisch sein, wenn Bohrungen mit Kleeblattform o.dgl. gehont werden sollen. Außerdem wurde erkannt, dass vorhandene Fehler in der Rundheit ggf. aufgrund der begrenzten Dynamik des Inprozessmessens nur zu einem geringen Anteil erkannt werden. Im Vergleich der 11A und 11B ist dies daran erkennbar, dass die gemessene Amplitude der Rundheitsabweichung (11B) geringer ist als die tatsächlich am Werkstück vorliegende Amplitude (11A). Gegebenenfalls kann es bei höheren Drehzahlen sein, dass eine vorliegende Unrundheit nicht mehr zuverlässig erkannt werden kann.On the one hand, it has been recognized that in-process measurement is in some cases not dynamic enough to accurately capture typical cyclic non-uniformities of the cut along the circumference of a bore. For example, higher-order roundnesses, sometimes only very attenuated and / or phase-shifted, can be mapped. 11A shows by way of example with a solid wavy line the inner surface 107 a bore in a predetermined axial plane and for comparison the course ZYL the inner surface in an ideal circular cylindrical shape of the bore. 11B schematically shows the measurement result of an in-process measurement of in 11A illustrated bore. The radial line RL indicates that the associated local minimum of the bore radius relative to the actual position of this local minimum / cf. 11A) is phase-shifted by a few degrees in the circumferential direction. The phase shift tends to increase with increasing speed during measurement. The phase shift can be problematic, for example, if holes with clover shape or the like. should be honed. In addition, it was recognized that existing errors in the roundness may be recognized only to a small extent due to the limited dynamics of in-process measurement. In comparison of the 11A and 11B this is evident from the fact that the measured amplitude of the roundness deviation ( 11B) is less than the amplitude actually present on the workpiece ( 11A) , Optionally, it may be at higher speeds that a present runout can no longer be reliably detected.

Potentielle Fehlerquellen beim Nachmessen werden anhand von 12 erläutert, die analog zu 11 eine in Umfangsrichtung wellige Bohrungsinnenfläche und zum Vergleich eine Kreiszylinderform zeigt. Das Nachmessen findet typischerweise an wenigen dedizierten Messpunkten in diametralen Messrichtungen statt (z.B. mit einem pneumatischen Messsystem mit diametral gegenüberliegenden Messdüsen). Die wenigen Messpunkte können je nach Lage der Messebenen im Verhältnis zu einem in Umfangsrichtung ungleichmäßigen Abtrag diesen nicht zuverlässig erfassen, denn der Abtrag erfolgt in Umfangsrichtung typischerweise in der Welligkeit der Anzahl von Schneidstoffkörpern am Honwerkzeug. In der Messkonfiguration von 12A wird die Bohrung zu klein gemessen und Unrundheiten werden nicht erkannt. In der Messkonfiguration von 12B wird die Bohrung zu groß gemessen und die Unrundheit wird nicht erkannt. Bei der Messkonfiguration in 12C ergibt sich eine korrekte Erfassung des mittleren Durchmessers, jedoch werden Unrundheiten dabei nicht erkannt. Nur im Falle der Messkonfiguration von 12D kann die Unrundheit korrekt erfasst werden. Eine vollständige Vermessung einer Bohrung ist jedoch aus Kosten- und Taktzeitgründen in der Regel praktisch nicht möglich. Häufig werden lediglich einige Werkstücke aus einer größeren Serie für eine statische Prozesskontrolle (sogenannte SPC-Teile) so vollständig vermessen, dass hier beispielshaft aufgezählten Messfehler erkannt werden können.Potential error sources during the remeasurement are determined by 12 explains, analogous to 11 a circumferentially wavy bore inner surface and for comparison shows a circular cylindrical shape. The remeasurement typically takes place at a few dedicated measuring points in diametral measuring directions (eg with a pneumatic measuring system with diametrically opposed measuring nozzles). Depending on the position of the measuring planes, the few measuring points can not reliably detect them in relation to a non-uniform removal in the circumferential direction, since the removal in the circumferential direction typically takes place in the waviness of the number of cutting material bodies on the honing tool. In the measurement configuration of 12A the bore is measured too small and no roundness is detected. In the measurement configuration of 12B the bore is measured too large and the runout is not recognized. In the measurement configuration in 12C results in a correct detection of the average diameter, but ovality are not recognized. Only in the case of the measurement configuration of 12D the out-of-roundness can be detected correctly. However, a complete measurement of a bore is usually practically impossible for cost and cycle time reasons. Become frequent measure only a few workpieces from a larger series for a static process control (so-called SPC parts) so completely that it is possible to detect exemplary enumerated measuring errors.

Bei manchen Ausführungsformen von Honverfahren und Honmaschinen gemäß der vorliegenden Anmeldung wird zur Vermeidung solcher Fehler im Rahmen einer prozessbegleitenden Simulation aus der örtlichen Verteilung des Abtrags bzw. aus der ortsauflösenden Überdeckungsanalyse eine Bohrungsform-Information ermittelt, welche die aktuelle Bohrungsform zum Ermittlungszeitpunkt, also während der laufenden Honoperation, repräsentiert. Die Bohrungsform-Information kann in den Prozess rückgekoppelt werden, um durch Regelung des Prozesses die vorgegebene Bohrungsform besser als bei einer Prozessführung ohne Rückkopplung der Bohrungsform-Information zu erzeugen.In some embodiments of honing methods and honing machines according to the present application, to avoid such errors within the scope of a process-accompanying simulation from the local distribution of the removal or from the spatially resolving cover analysis, a bore shape information is determined, which the current bore shape at the time of determination, ie during the current Honing operation, represents. The bore shape information may be fed back into the process to produce the predetermined bore shape better than in process control without feedback of the bore shape information by controlling the process.

Bei der Ermittlung der Bohrungsform-Information kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden. Zu Beginn der Honoperation liegt Information über die Anfangsform der Bohrung vor. Die Ausgangsform kann beispielsweise eine exakt kreiszylindrische Form sein. Die Anfangsform kann z.B. aufgrund von allgemeinen oder bohrungs-spezifischen Angaben aus der vorgeschalteten Vorbearbeitung bekannt sein. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Daten über die Anfangsform zu Beginn der Honoperation mittels Einrichtungen an der Honmaschine zu bestimmen. Beispielsweise kann anhand von Sensorsignalen der Honeinheit eine Ausgangsform bestimmt werden. Dazu können z.B. Positionssignale, Kraftsignale und Drehmomentsignale des Aufweitsystems und der Spindeldrehung erfasst und zur Gewinnung von Information über die Ausgangsform ausgewertet werden. Diese Art der Formbestimmung kann z.B. den Umstand nutzen, dass sich bei zunehmender Aufweitung (radialer Zustellung) des Honwerkzeugs nach dem Einführen das Drehmoment und die Drehzahl messbar ändern können, wenn es zu einem ersten Kontakt zwischen dem Honwerkzeug (bzw. den Schneidstoffkörpern) und der Innenfläche der Bohrung kommt.In the determination of the bore shape information, for example, proceed as follows. At the beginning of the honing operation, there is information about the initial shape of the hole. The initial shape can be, for example, an exactly circular cylindrical shape. The initial shape may e.g. be known from general or hole-specific information from the upstream pre-processing. Alternatively or additionally, it is also possible to determine the data on the initial shape at the beginning of the honing operation by means of devices on the honing machine. For example, based on sensor signals of the honing unit, an output shape can be determined. For this, e.g. Position signals, force signals and torque signals of the expansion system and the spindle rotation detected and evaluated to obtain information about the output form. This type of shape determination can e.g. take advantage of the fact that with increasing expansion (radial delivery) of the honing tool after insertion, the torque and speed can change measurably, if there is a first contact between the honing tool (or cutting material bodies) and the inner surface of the bore.

Anhand der produktionsbegleitenden Abtragsanalyse kann nun ermittelt werden, auf welche Weise sich diese Bohrungsform bedingt durch den während der Honoperation erzielten, örtlich variierenden Abtrag ändert. Diese Ermittlung kann mit hoher Ortsauflösung erfolgen, so dass auch relativ hochfrequente Formabweichungen in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung der Bohrung durch die simulationsbasierte Bohrungsform-Analyse erfasst werden können. Aus der produktionsbegleitenden Simulation können dadurch beispielsweise zumindest qualitative Angaben zur Rundheit der Bohrung bzw. zu Rundheitsabweichungen, zur Zylindrizität der Bohrung bzw. zu Zylindrizitätsfehlern, oder Angaben zur Makroform der Bohrung, wie zum Beispiel einer axialen Kontur oder Konizität, einer Tonnenform und/oder einer Vorweite durch Simulation ermitteln und entsprechende Signale zur Weiterverarbeitung erzeugt werden.On the basis of the production-accompanying ablation analysis, it can now be determined how this bore shape changes as a result of the locally varying removal achieved during the honing operation. This determination can be made with high spatial resolution, so that relatively high-frequency shape deviations in the circumferential direction and / or in the axial direction of the bore can be detected by the simulation-based Bohrungsform analysis. From the production-accompanying simulation, for example, at least qualitative information on the roundness of the bore or roundness deviations, the cylindricity of the bore or cylindricity errors, or details of the macro-shape of the bore, such as an axial contour or taper, a barrel shape and / or a Determining the prefix by simulation and generating appropriate signals for further processing.

Die Bohrungsform-Information kann dem Bediener in einem gesonderten Anzeigefeld der Anzeige- und Bedieneinheit angezeigt werden. Es ist auch möglich, die Bohrungsform-Information automatisiert weiter zu verarbeiten, beispielsweise um Korrektureingriffe in den Honprozess zu initiieren, wenn bestimmte Bohrungsform-Parameter einen vorgegebenen Grenzwert übersteigen.The hole shape information can be displayed to the operator in a separate display field of the display and control unit. It is also possible to further process the bore shape information automatically, for example to initiate corrective interventions in the honing process, if certain bore shape parameters exceed a predetermined limit value.

Die Nutzung der durch Simulation erzeugten Bohrungsform-Information kann als Ergänzung zum Inprozessmessen und/oder zum Nachmessen oder aber als Ersatz für das Inprozessmessen und/oder Nachmessen vorgesehen sein. So ist es auch möglich, eine Honmaschine ohne Messsystem zu konfigurieren, die aufgrund der durch Simulation ermittelten Bohrungsform-Information einem Anwender dennoch prozessbegleiten Information über die aktuelle Bohrungsform liefert.The use of the hole shape information generated by simulation can be provided as a supplement to in-process measurement and / or for resizing or as a replacement for in-process measurement and / or remeasurement. Thus, it is also possible to configure a honing machine without measuring system, which nevertheless provides the user with process-accompanying information about the current bore shape on the basis of the bore shape information determined by simulation.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19607774 A1 [0004]
EP 1790435 B1 [0005]
DE 102013204714 A1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

"Methodology for Target Shape Improvement and Machining Time Reduction in Mold Honing of Cylinder Runways" by A. Wiens, G. Flores, H.-W. Hoffmeister and M. Lahres in: Yearbook grinding, honing, lapping and polishing, 65th edition, Vulkan-Verlag Essen, 11.2011, pages 1 - 10 [0007]

Claims

Honing method for machining the inner surface of a bore (108) in a workpiece (106) by means of at least one honing operation, in particular for honing cylinder surfaces in the manufacture of cylinder blocks or cylinder liners for reciprocating engines, wherein to a honing operation to a spindle (116) of a processing machine coupled, expandable honing tool (200) is inserted into the bore, by means of a lifting drive (124) in the axial direction of the bore reciprocating relative movement between the honing tool (200) and the bore (108) is generated, the honing tool simultaneously by means of a rotary drive (118) is rotated for producing a rotational movement superimposed on the lifting movement, and at least one cutting material body (210) attached to the honing tool is pressed against the inner surface with a feed force to the inner surface for material-removing machining of the inner surface (107), the lifting drive and the rotary drive being driven by St euersignale the control unit (180) are controlled in accordance with a Honunametern generated honing program, characterized by a control integrated Abtragssimulation, for the generated in the control unit (180) honing program resulting local dissipation on the inner surface (107) of the bore simulated.

Honing method after Claim 1 , characterized in that in the control-integrated Abtragssimulation for the control unit (180) accessible position values of machine axes of the honing machine, in particular position values of the rotary drive (118) and the linear actuator (124) are processed in a simulation mode, wherein the position values before and / or during an ongoing honing operation directly from the original control code of the control unit in the form of set values of the corresponding positions or wherein the position values are received during an ongoing honing operation of sensors on machine axes of the honing machine, the position values representing actual values of the positions.

Honing method after Claim 1 or 2 , characterized in that in the control-integrated Abtragssimulation as a basis for determining the local distribution of the Abtrags a local distribution of coverage of the inner surface (107) by cutting material body (210) is determined, wherein the coverage for each surface element (FE) indicates the inner surface, how often the surface element is run over by a surface element of a cutting material body (210).

Honing method according to one of the preceding claims, characterized by a pre-simulation, wherein the control-integrated Abtragssimulation is carried out preparatory to a productive honing before starting a honing operation, preferably a subsequent honing operation is performed based on the optimized by means of the pre-simulation honing parameters.

Honing method according to one of the preceding claims, characterized by a production-accompanying simulation, wherein the control-integrated Abtragssimulation is performed temporally overlapping parallel to a productive Honbearbeitung overlapping with a honing operation.

Honing method after Claim 4 or 5 , characterized in that in the pre-simulation and / or in the production-accompanying simulation, an automatic result optimization is performed by systematic parameter variation.

Honing method after Claim 5 or 6 , characterized in that in the production-accompanying simulation of the local distribution of the Abtrags Bohrungsform information is determined, which represents a current hole shape.

Honing method after Claim 7 , characterized in that the determination of the bore shape information is used as a supplement to an in-process measurement and / or to a final measurement or as a replacement for an in-process measurement and / or for a final measurement.

Honing method according to one of the preceding claims, characterized by a visualization of the result of the control-integrated Abtragssimulation on a display unit.

Honing machine (100) for machining the inner surface (107) of a bore (108) in a workpiece (106) by means of at least one honing operation, in particular for honing cylinder surfaces in the manufacture of cylinder blocks or cylinder liners for reciprocating engines, comprising: a honing unit (110), which has a spindle (116) with a spindle axis, wherein a honing tool (200) can be coupled directly or indirectly to the spindle, which has at least one cutting-material body (210) which can be pressed against the inner surface (107) of the bore for material-removing machining of the inner surface, wherein the Spindle and / or the workpiece for generating a lifting movement by means of a lifting drive (124) parallel to the spindle axis back and forth is movable and the spindle for generating a lifting movement superimposed rotary motion by means of a rotary drive (118) is rotatable about the spindle axis; wherein the lifting drive (124) and the rotary drive (118) are signal-conducting connected to a control unit (180) of the honing machine and controllable by control signals of the control unit in accordance with a honing program generated on the basis of predetermined Honparametern, characterized in that in the control unit (180) a simulation module (150) is configured, which is configured to perform a control integrated Abtragsimulation that simulates a resulting local distribution of the removal on the inner surface (107) of the bore for the generated in the control unit honing program.

Honing machine after Claim 10 characterized in that the simulation module is configured such that in the control-integrated Abtragssimulation for the control unit (180) accessible position values of machine axes of the honing machine, in particular position values of the rotary drive (118) and the linear actuator (124) are processable in a simulation mode, wherein the position values can be received directly from the original control code of the control unit in the form of desired values of the corresponding positions before and / or during an ongoing honing operation, or the position values can be received by sensors on machine axes of the honing machine during an ongoing honing operation, the position values representing actual values of the positions ,

Honing machine after Claim 10 or 11 , characterized in that the simulation module (150) configured such that in the control integrated Abtragssimulation as a basis for determining the local distribution of the Abtrags a local distribution of an overlap of the inner surface (107) by cutting material body (210) is determined, wherein the cover for Each surface element (FE) of the inner surface indicates how frequently the surface element is run over by a surface element of a cutting material body (210).

Honing machine after Claim 10 . 11 or 12 , characterized in that the simulation module (150) is configured to perform a production-accompanying simulation, wherein in the production-accompanying simulation, the control-integrated Abtragssimulation is performed in parallel to a honing operation and / or that the simulation module (150) is configured to perform a pre-simulation , which is preparatory to a productive Honbearbeitung before the start of a honing operation feasible, preferably a subsequent honing operation based on the optimized by means of the pre-simulation honing parameters can be performed.

Honing machine after Claim 10 . 11 . 12 or 13 , characterized in that the simulation module (150) is configured so that two different simulation modes are selectable, wherein a first simulation mode is a pre-simulation and a second simulation mode is a production-accompanying simulation.

Honing machine after Claim 13 or 14 , characterized in that a parameter optimization module is implemented in the control unit, which is configured to perform an automatic result optimization by systematic parameter variation in a pre-simulation and / or a production-accompanying simulation.

Honing machine after Claim 13 . 14 or 15 , characterized in that the simulation module is configured to determine in the production-accompanying simulation of the local distribution of the Abtrags Bohrungsform information representing a current hole shape.

Honing machine after one of the Claims 10 to 16 , characterized by means for visualizing the result of the control integrated Abtragssimulation on a display unit of the honing machine (100).